Чем измерить напряжение: В чем измеряется напряжение: единица измерения напряжения

В чем измеряется напряжение: единица измерения напряжения

О том, что в электротехнике есть такое понятие, как напряжение, знают многие. Напряжение может быть постоянным или переменным, оно может иметь различные величины и разную форму. Но в отличие от силы тока объяснить, что называется электрическим напряжением, могут далеко не все. Также многие знают, что напряжение измеряется в Вольтах, но что это за величина? Постараемся разобраться в этих и подобных вопросах.

Что такое электрическое напряжение?

Прежде чем разбираться в таких тонкостях, вспомним, что такое электрический ток. Упорядоченное движение заряженных частиц по замкнутой цепи называется электрическим током. А теперь подумаем, что заставляет эти заряженные частицы двигаться? Есть несколько способов заставить их перемещаться:

• механическое;
• химическое;
• фотоэлектрическое;
• статистическое;
• атмосферное;
• биологическое.

Для широкого пользования применяют первые два способа, их и разберем. При механическом способе вокруг катушки вращается магнит, или, наоборот, вокруг магнита вращается катушка, не так важно, главное, чтобы они двигались относительно друг друга.

Когда происходит такой процесс, в катушке электроны начинают двигаться вслед за магнитным полем, на концах катушки появляется заряд противоположного знака. То есть на одном конце имеется положительный заряд, на другом отрицательный.

Если катушку соединить проводом, то по проводу пойдет ток, потому что противоположно заряженные частицы притягиваются. А раз на концах катушки имеется разность потенциалов, то они стремятся соединиться, провод помогает им в этом.

Логично, что чем больше заряда накапливается на концах катушки, тем сильнее будет притяжение. Вот эту разность зарядов, в большинстве случаев, принято считать напряжением.

Единица измерения напряжения

Само по себе напряжение не производит работу, это делают заряды, перемещающиеся по цепи. Например, при движении электронов по вольфрамовой нити, электроны сталкиваются с атомами вольфрама и отдают ему часть энергии.

Благодаря этому нить нагревается и испускает электромагнитное излучение: тепло и свет. Но чтобы нить накалилась до необходимой температуры, необходимо точно знать сопротивление ее и подаваемое напряжение. В чем измеряется напряжение?

Единицей измерения напряжения служит Вольт. В русском обозначении используется буква В, в международном – V. Что понимается под напряжением в 1В? При таком напряжении по цепи должен идти постоянный ток величиной 1 А и совершаться работа мощностью 1 Вт.

Электрическое напряжение измеряется в Вольтах, названа эта величина в честь итальянского ученого Алессандро Вольта

По другому определению при напряжении в 1 В для перемещения заряда в 1 Кулон совершается работа в 1 Джоуль. Если более подробно рассматривать, в каких единицах измеряется напряжение, то следует отметить более крупную величину в 1 кВ (киловольт) и более мелкие: 1 мВ (милливольт), 1 мкВ (микровольт). Более подробную информацию можно увидеть в приведенной таблице:

От чего зависит напряжение

Как было показано выше, источники питания могут иметь разную природу. Так, грозовой разряд может достигать напряжения в 100 МВ и более, а в живом организме до нескольких вольт: у электрического ската 200–250 В; электрического угря до 650В. Гальванические элементы рассчитаны на питание приборов, для которых они предназначены и имеют напряжение до нескольких десятков вольт.

Также электрическое напряжение зависит от норм страны, где оно используется. Хотя напряжение на электростанциях имеет небольшое значение, с помощью трансформаторов его поднимают до нескольких десятков или сотен киловольт. Это снижает потери при передачах его на большие расстояния.

Каким прибором измеряется напряжение

Важно знать не только в чем измеряется напряжение, но и с помощью какого прибора можно произвести это измерение. Для этого

потребуется вольтметр.

Несколько десятилетий назад существовали стрелочные приборы. В них стрелка отклонялась под действием электромагнита, выполненного в виде рамочной катушки, расположенной в постоянном магните. В современных приборах применяется жидкокристаллическое табло, а показания определяются встроенной микросхемой.

Осторожно! При измерении напряжения переключатель выбора измеряемых величин не должен оказаться в области измерения тока, это неизбежно приведет к выходу прибора из строя.

У некоторых может возникнуть вопрос: что лучше, отдельный вольтметр или мультиметр? Не имеет значения, каким прибором измеряется напряжение, все они приспособлены для этого. Те погрешности, которые содержатся в широко распространенных приборах, вполне допустимы для бытовых измерений.

Качество же прибора не зависит от его сложности или функциональности, как правило, это связано с недобросовестностью или неопытностью производителя.

Виды напряжения

Во время измерения напряжения важно знать, с каким родом напряжения мы имеем дело. Дело в том, что для получения желаемого результата необходимо:

• знать род тока;
• иметь представление о возможной величине;
• знать возможности прибора.

От рода тока будет зависеть, в какой области прибора следует устанавливать круговой переключатель. Также может иметь значение расположения щупов относительно клемм источника питания. Хотя многие приборы защищены от неправильного выбора шкалы измерений, неправильно выбранная шкала может значительно повлиять на показания.

Мультиметры способны измерять постоянное и переменное напряжение, но что касается переменного тока, здесь они ограничены в выборе. Рассмотрим это более подробно.

Постоянное напряжение

Электрическое напряжение бывает:

• постоянное;
• переменное.

К постоянному току традиционно относят следующие источники:

• гальванические элементы, солнечные батареи;
• выпрямители;
• генераторы постоянного тока.

Из них только первый источник действительно считается постоянным. По определению постоянным называется ток, не изменяющийся по величине и направлению. Выпрямители выдают однонаправленный пульсирующий ток, у которого есть своя частота.

Использование сглаживающих фильтров снижает эти колебания, но полностью не устраняет их, по крайней мере, в большинстве выпрямителях. Что касается генераторов, то у них и вовсе напряжение «скачет» от нуля до максимального значения. Это тоже требует сглаживание импульсов.

Гальванические элементы, как и солнечные батареи, на самом деле выдают постоянный ток. Конечно, при разряде элемента напряжение падает, но это происходит независимо от самого источника.

Для измерения постоянного напряжения необходимо соблюдать полярность. Поэтому щупы многих вольтметров или их провода окрашиваются в разные цвета.

Переменное напряжение

К переменному току можно отнести:

Синусоидальный ток отличается от других видов тем, что напряжение переходит нулевую отметку. В одном периоде напряжение с нуля доходит до максимального положительного значения, а затем снижается до максимального отрицательного значения, переходя нулевое значение. Пульсирующее и выпрямленное напряжения измеряются постоянным вольтметром, в то время как синусоидальный измеряется переменным вольтметром.

Синусоидальный ток многим отличается от постоянного. Например, различают способ измерения:

• фазный;
• линейный.

Фазное напряжение измеряется между нулевым проводом и фазой, в то время как линейное измеряется между фазами. Поскольку напряжение во времени постоянно меняется, можно определить его разные значения:

• мгновенное;
• амплитудное;
• среднее;
• среднеквадратическое;
• средневыпрямленное.

Мгновенным напряжением называется напряжение, соответствующее мгновенному значению по времени. То есть оно может иметь любое значение как в положительной области, так и в отрицательной.

Амплитудное – напряжение между двумя максимальными значениями периода. Среднее значение в переменном токе равно нулю.

Среднеквадратическое, это именно то значение, которое показывает мультиметр. Средневыпрямленное напряжение приравнивается к постоянному току.

Мы разобрали не только, в чем измеряется напряжение, но и разницу между постоянным и переменным напряжением. Узнали, что переменное напряжение можно измерять различными способами. Вся эта информация поможет лучше понимать специфичные формулировки, связанные с напряжением.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья – поделись с друзьями!

 

Как самостоятельно измерить напряжение электрического тока

Сразу расскажу для чего необходимо самостоятельно в своей квартире или доме измерять в Вольтах напряжение.

Во-первых, для того что бы убедится  в исправности электрической розетки, выключателя, светильника- Мы проверяем на их контактах наличие напряжения, которое должно соответствовать 220 Вольтам с допустимыми отклонениями для домашней электросети.

Во-вторых, если напряжение в  электропроводки будет значительно выше  допустимых пределов, то как показала практика- это является очень часто причиной поломки электроники, бытовой техники и перегорания ламп в светильниках. Причем не только превышение или перенапряжение в электросети опасно, но так же, но конечно в меньшей степени- опасно снижение  ниже допустимой величины напряжения, в таких условиях, как правило ломается компрессор холодильника.

Допустимые значения напряжения, причины скачков.

Согласно требованиям ГОСТа 13109, значение напряжения в домашней электрической сети должно быть в пределах 220В ±10% ( от 198 Вольт до 242 Вольт). Если в вашем доме или квартире стали тускло гореть, моргать лампочки или, вообще они часто перегорают,  не стабильно работает бытовая техника и электроника-

рекомендую сразу по максимуму все выключить и проверить значение напряжения в электропроводке.

Если Вы зарегистрировали скачки напряжения, то чаще всего в периодическом снижении ниже допустимого уровня виноваты соседи по дому или улице. Так как к линии, идущей от подстанции не только Вы подключены, но и ваши соседи. Это обычно характерно для частных или индивидуальных домов, в случаях, если другой человек, а тем более если несколько, на той же линии включат мощный потребитель, который периодически меняет уровень энергопотребления, например сварочный аппарат, станок и т. д.

Второй вариант касается всех, но чаще встречается в многоквартирных домах. Если в щите на 380 Вольт отгорит ноль, все квартиры начинают получать электроэнергию в аварийном режиме. Причем, в зависимости от нагрузки на каждую фазу, в одной квартире будет перенапряжение в другой наоборот- падение.

Почему это происходит? Потому что на этажный щиток приходит 3 фазы + ноль = заземляющий проводник. Каждая квартира подключается к одной фазе, нулю и заземлению (для 3 проводных линий).

Квартиры сидят на разных фазах, потому что необходимо обеспечить равномерную нагрузку на все 3 фазы для нормальной работы всей электросети до подстанции. Так вот напряжение между фазами 380 Вольт, а между фазой и нулем (заземлением)- 220 Вольт.

Получается что все нулевые проводники сведены в одну точку (смотрите справа схему), и при пропадании (обрыве) нулевого проводника- все квартиры начинают запитываться без него только фазами, которые оказываются подключенными в звезду.

Что такое линейное и фазное напряжение.

Знание этих понятий очень важно для работы в электрощитах и с электротехническими устройствами, работающими на 380 Вольт. Если у Вас обычная квартира и Вы не собираетесь работать в электрощитах, то этот пункт можете пропустить т. к. у Вас в квартире только фазное напряжение 220 вольт.

В большинстве частных или индивидуальных домов так же на электрощит или счетчик приходит только 2 (фаза и ноль) или 3 (+заземление) провода, что означает  присутствие в вашей квартире или доме напряжения 220 Вольт. Но если  приходит 4 или 5 проводов то, это означает что Ваш дом (бывает и в гаражах, и особенно в офисах) подключен к сети 380 Вольт.

Напряжение между любыми двумя из  трех фазами линии электропитания называется линейным, а между любой фазой и нулем- фазным.

В нашей стране линейное напряжение у электропотребителей равно 380 Вольтам (измеряется между фазами), а фазное- 220 Вольт. Смотрите на рисунке слева.

Бывают и другие значения в электросистеме нашей страны, но фазное всегда меньше линейного на корень квадратный из трех.

Как проверить напряжение.

Для измерения напряжения электрического тока  служат следующие измерительные приборы:

1. Вольтметр, хорошо знакомый всем с уроков физики. В повседневной жизни он не используется.
2. Мультиметр, обладающий многочисленными функциями, в том числе и измерения величины тока и напряжения. Рекомендую почитать нашу статью: «Как пользоваться мультиметром».
3. Тестер— то же самое что и мультиметр, только механической стрелочной конструкции.

Внимание, при измерении источников постоянного тока (какие к ним относят) необходимо соблюдать полярность.

Как измерить  напряжение в розетке, в патроне лампы и т. п.:

1.  Проверяем надежность изоляции измерительного прибора, особенно обращаем внимание на щупы, которые обязательно необходимо подключать только в соответствующие  проводимым операциям гнезда.
2. Устанавливаем переключатель пределов измерений на приборе в положение измерения переменного напряжения до 250 Вольт (400- для измерений линейного напряжения).
3. Вставляем  щупы  в розетку или подносим к контактам на лампе, светильнике или любом другом электроприборе.
4. Снимаем показания.

Будьте осторожны- работа проводится под напряжением- не касайтесь руками не изолированных контактов и проводов, находящихся под напряжением.

Как измерить напряжение аккумулятора, батарейки и блока питания.

Все источники постоянного тока необходимо измерять с соблюдением полярности- черный щуп ставим на минусовую клемму, а красный — на плюсовую клемму.

А так все аналогично проводятся как и при проведении вышеописанных измерений в розетке, но только тестер или мультиметр необходимо переключить в режим измерения постоянного тока с пределом выше указанного на АКБ, батарейке или блоке питания.

Чем измерить большой ток. Измерение напряжения мультиметром. Формула для определения мощности

Запомните одно правило при измерениях: при измерении силы тока, соединяются последовательно с нагрузкой, а при измерении других величин — параллельно.

На рисунке ниже показано, как надо правильно соединять щупы и нагрузку для того, чтобы замерить силу тока:

Черный щуп, который воткнут в гнездо СОМ — его не трогаем, а красный переносим в гнездо, где написано mA или хA, где вместо х — максимальное значение силы тока, которую может замерить прибор. В моем случае это 20 Ампер, так как рядом с гнездом написано 20 А. В зависимости от того, какое значение силы тока вы собираетесь замерять, туда и втыкаем красный щуп. Если вы не знаете, какая примерно сила тока будет протекать в цепи, то ставим в гнездо хА:

Давайте проверим, как все это работает в деле. В нашем случае нагрузкой является вентилятор от компьютера. Наш блок питания имеет встроенную индикацию для показа силы тока, а как вы знаете с курса физики, сила тока измеряется в Амперах. Выставляем 12 Вольт, на мультиметре ручку крутим на измерение постоянного тока. Мы выставили предел измерения на мультике до 20 Ампер. Собираем как по схеме выше и смотрим показания на мультике. Оно в точности совпало со встроенным амперметром на .

Для того, чтобы измерить силу тока переменного напряжения мы ставим крутилку мультиметра на значок измерения силы тока переменного напряжения — «А~» и точно также по такой же схеме делаем замеры.

Как измерить постоянное напряжение мультиметром

Возьмем вот такую вот батарейку

Как мы видим, на ней написан ток 550 мАh , который она может выдавать в нагрузку в течение часа, то есть миллиампер в час, а также напряжение, которым обладает наша батарейка — 1,2 Вольта. Напряжение — это понятно, а вот что такое «ток в течение часа»? Допустим, наша нагрузка -лампочка кушает ток 550 мА. Значит лампочка будет светить один час. Или возьмем лампочку, которая светит послабее, и пусть она у нас кушает 55 мА, значит она сможет проработать 10 часов.

Значение 550 мА, которое у нас написано на батарейке, делим на значение, которое написано на нагрузке и получаем время, в течение которого все это будет работать, пока не сядет батарейка. Короче говоря, кто дружен с математикой, тому не составит труда понять сие чудо:-)

Давайте замеряем напряжение на батарейке, один щуп мультиметра ставим на плюс, а другой на минус, то есть подсоединяем параллельно , и вуаля!

В данном случае напряжение на батарейке 1,28 Вольт. Значение на новой батарейке всегда должно превышать то, которое написано на этикетке.

Давайте замеряем напряжение на блоке питания. Выставляем 10 Вольт и замеряем.

Красный — это плюс, черный — минус. Все сходится, напряжение 10,09 Вольт. 0,09 Вольт спишем на погрешность.

Если же мы спутаем щупы мультиметра или щупы блока, то ничего страшного не произойдет. Мультиметр покажет нам такое же значение, но со знаком «минус».

Имейте ввиду, на таких мультиметрах это не прокатывает

Для того, чтобы точно определить полярность не имея мультиметра, можно прибегнуть к нескольким советам, которые описаны в статье.

Как измерить переменное напряжение мультиметром

Ставим на мультике предел измерения переменного напряжения и замеряем напряжение в розетке. Без разницы, как совать щупы. У нет плюса и минуса. Там есть фаза и ноль. Грубо говоря, один провод в розетке не представляет опасности — это ноль, а другой может здорово попортить ваше самочувствие или даже здоровье — это фаза.

По идее в розетке должно быть 220 Вольт. Но у меня показывает 215. Ничего страшного в этом нет. Напряжение в розетке «играет». Ровно 220 Вольт вам вряд ли придется увидеть при измерениях напряжения в розетках вашего дома:-)

Прежде чем начать разговор о том, как измерить силу тока мультиметром необходимо сделать несколько предупреждений. Во-первых, если вы ни разу не использовали мультиметр или любой другой прибор – внимательно прочтите инструкцию, поскольку иначе вы можете его сжечь в первый же день. Во-вторых, прежде чем измерять любые показатели, в том числе и силу тока в розетке или цепи под высоким напряжением потренируйтесь на более безобидных источниках питания, например, на батарейках. В-третьих, при недостатке опыта тщательно выполняйте все инструкции к прибору.

Соблюдение правил обращения с прибором необходимо в обязательном порядке, поскольку в лучшем случае вы можете сжечь устройство, а в худшем и вовсе получить удар током. Это обусловлено тем, что все замеры производятся под напряжением. Также в процессе производства замеров не стоит пренебрегать стандартными требованиями техники безопасности.

Как измерить силу тока (ампераж)

Измерение силы тока в цепи производится путем последовательного подключения прибора к ней. На практике это значит, что, для производства замеров, вам нужно подсоединить оба щупа от мультиметра к разорванному проводу. То есть, простейшая цепь будет выглядеть так: источник питания – лампа – мультиметр – источник питания. При этом, прибор следует выставить на показатель А~(это значок переменного тока) и на максимальное значение. Значок постоянного тока очень похож, так что не постарайтесь не перепутать. Далее можно производить замер.

Очень многих интересует, какова сила тока в розетке 220В и как проверить силу тока аккумулятора или батарейки. Данный тип вопросов некорректен, по одной простой причине – у источников питания невозможно проверить силу тока, поскольку она измеряется исключительно в цепи. А для определения силы тока в цепи, вам требуется создать цепь из источника питания, какого-то прибора и мультиметра. Тем не менее, отметим, что большинство современных бытовых розеток рассчитаны на силу тока в 16А.

Как измерить напряжение в розетке

Измерение напряжения в розетке следует проводить только с помощью мультиметров, рассчитанных на силу тока до 20А или более. Если ваш прибор предназначен для измерений в диапазоне до 6А, то при попытке произвести замеры он просто сгорит. Настройте мультиметр на измерение напряжения переменного тока(V~ или AVC) и выставьте показатель на 750В. Далее черный щуп подключите к порту COM, а затем подключите и красный щуп. Теперь включаем прибор и вставляем щупы в розетку, смотрим на экран и записываем показатели.

О том, как правильно это делать смотрите на видео:

Как мультиметром проверить сопротивление

Для того чтобы измерить сопротивление выставьте регулятор мультиметра в сектор Ω(Ом) и выберите единицы измерения К (КилоОмы) или М (МегаОмы). Далее просто включаем прибор, щупы подсоединяем к двум контактам, измеряемого предмета и смотрим на показатели. Не стоит пытаться измерить сопротивление в розетке это бессмысленно и опасно для устройства. Однако, вы всегда можете измерить сопротивление собственного тела, для этого просто включите прибор, возьмите черный щуп в одну рук, а красный в другую и смотрите на показатели.

Наглядно о том, как измерять сопротивление

Мультиметр – это прибор для измерения различных электрических параметров. Он позволяет измерить постоянное и переменное напряжение, силу тока, сопротивление, а также множество специфических параметров, таких как работоспособность диодов, транзисторов, частоту сигналов. Для того чтобы знать, как измерить силу тока мультиметром, необходимо разобраться в основных принципах работы этого прибора.

Силу тока важно измерять при контроле правильной работоспособности приборов. Часто нужно проверить уровень зарядного тока аккумулятора для машины, ноутбука, планшета, power-bank .

Измерение тока различного характера производится разными способами внутри измеряющего прибора. Поэтому на мультиметре всегда есть элемент, задача которого выбрать параметр, режим измерения и уровень сигнала. Иногда, в более совершенной аппаратуре, уровень сигнала определяется автоматически.

Обычно параметр и режим измерения выбираются поворотом ручки на корпусе мультиметра. Выбираемые характеристики сгруппированы по их типам. Обозначаются они, как правило, так:

Чтобы померить нужные показатели , сначала нужно определить, ток какого типа протекает в проверяемой цепи. Это зависит от источника питания цепи. Например, аккумуляторы и батарейки – это постоянные источники питания. Для измерения постоянного тока нужно установить поворотную ручку мультиметра на значок A -, DCA или I -, или нажать кнопку на передней панели, соответствующую нужному режиму. Как переменный, так и постоянный ток измеряется в амперах. Поэтому значение на экране измерительного прибора будет отображаться в этой величине.

Чтобы понять, как замерить амперы мультиметром, нужно знать, что ток на участке цепи всегда одинаков. При включении амперметра в цепь последовательно (то есть щупы прибора присоединить к разным точкам разрыва цепи), он не будет создавать ощутимого изменения параметров схемы. При этом сможет отобразить верное значение протекающего тока. Важно присоединить измеритель в правильной полярности, то есть красный щуп – к ветви, которая идет к плюсу источника питания, а черный – к минусу. В противном случае прибор покажет отрицательные значения.

При подготовке к измерению очень важно знать, какой уровень сигнала нужно проверить. Если в цепи протекают миллиамперы, то красный щуп нужно подключить к гнезду измерителя, на котором написано V Ω мА, или стоит конкретный предел измерения (обычно это 300 – 400 мА). Если проверяется силовая цепь, значения в которой измеряются единицами ампер, то щуп нужно присоединить к гнезду с надписью, А или NA (обычно тут протекает от 5 до 10 ампер). Пренебрежение этим правилом может вывести из строя измерительный прибор. Существуют и более мощные амперметры, но они используются для специальных целей.

Правильно подключив прибор можно приступать к работе . Порядок действий, как замерить ампераж мультиметром, таков:

1. Установить щупы в подходящие гнезда измерителя, соответствующие уровню сигнала.
2. Выбрать режим постоянного тока регулятором или нажатием соответствующей кнопки на передней панели.
3. При необходимости следует выбрать уровень измеряемого сигнала регулятором или кнопкой. Уровень нужно выбирать чуть выше ожидаемого значения.
4. Подсоединить мультиметр в разрыв цепи ветви схемы, соблюдая полярность подключения.
5. Включить источник питания.

Для того чтобы оценить работоспособность простейшего переносного аккумулятора – батарейку мультиметром, достаточно проверить ее вольтаж и ампераж , при этом необязательно использовать нагрузку. Для проверки нужно установить красный провод в отверстие с надписью, А (NA), выбрать режим постоянного тока и предел измерений на передней панели мультиметра, и приложить щупы в соответствии с полярностью к выводам элемента питания – красный к плюсу, черный к минусу. Через несколько секунд на экране измерителя отобразится генерируемый элементом постоянный ток.

Если значения находятся в диапазоне 4 – 6 ампер, то батарейка «свежая» и готова к работе. При показаниях ниже 4 ампер ее можно использовать только в приборах пониженной мощности. При значениях ниже 2,5 А лучше отказаться от использования такого элемента.

Корректные значения напряжения должны соответствовать указанным на батарейке.

Среди параметров аккумуляторов выдаваемый ток является немаловажным . Проверить его можно мультиметром, но при этом последовательно с измерителем нужно подключить нагрузку. Нагрузкой может выступать обычная лампа накаливания. Ее сопротивление не превышает нескольких сотен Ом, и его тоже можно измерить мультиметром в режиме измерения сопротивления. Для этого нужно приложить щупы измерителя к резьбе цоколя лампы и центральному выводу. На экран будет выведено значение сопротивления.

Если считать сопротивление мультиметра не вносящим больших изменений в значения тока, то его величина должна быть равна:

I = U / R, где I – ток в цепи, ампер, U – напряжение, выдаваемое аккумулятором, а R – сопротивление нагрузки (лампы).

С этой расчетной величиной нужно сравнивать показания измерительного прибора. Если показания отличаются – возможен недозаряд аккумулятора.

Также можно проверить ток утечки аккумулятора. Если отцепить плюсовую клемму, и между ней и плюсовым выводом АКБ установить мультиметр, то он покажет утечку в бортовую сеть автомобиля. Вытаскивая предохранители в авто, можно даже узнать, какова величина утечки в разных частях бортовой сети. При некотором опыте реально не только узнать, как измерить амперы мультиметром, но и определять причины некоторых неисправностей электрики авто.

Замер тока при зарядке аккумулятора

Большинство зарядных устройств для аккумулятора автомобиля имеют индикаторы, отображающие параметры зарядки. Но если они неисправны или отсутствуют, ток заряда может показать мультиметр. При подзаряде аккумуляторной батареи можно включить в цепь зарядки измерительный прибор. Для отображения верных показаний нужно:

1. Установить красный щуп в отверстие прибора, маркированное надписью, А (NA), черный щуп обычно подключается к входу с надписью COM;
2. Выбрать режим измерения постоянного тока и уровень сигнала;
3. Последовательно соединить плюсовую клемму зарядного с черным щупом мультиметра, красный щуп измерителя соединить с плюсовым выводом аккумулятора, а минусовой вывод АКБ соединить с минусовой клеммой зарядного устройства;
4. Далее, нужно включить зарядник в сеть. Мультиметр отобразит ток, который не должен превышать 10% от значения емкости АКБ.

Часто возникают ситуации, когда необходимо проверить электрическую сеть здания. Таковой является и обычная электрическая сеть в многоквартирных домах. Зная о том, как замерить силу тока мультиметром в переменной сети, можно делать мелкий ремонт проводки дома.

Электрическую розетку также нельзя проверять без нагрузки . Лучшей нагрузкой для переменной сети будет лампа накаливания. Для измерений нужно выполнить следующие действия:

Так как напряжение в сети имеет переменную синусоидальную форму, то измерительный прибор показывает действующее значение, которое в 1,41 раза меньше амплитудного значения.

По предложенной методике можно делать проверки любой переменной цепи, включающей трансформаторы, индуктивности, асинхронные и синхронные двигатели.

Значения постоянного и переменного напряжения также можно узнать с помощью мультиметра. Для этого нужно:

Мультиметр – незаменимый прибор для эффективной работы с электрическими цепями и сигналами. С помощью такого устройства можно быстро выявить неисправность, определить нужные параметры сигналов, поэтому его важно всегда иметь под рукой.

Мультиметр является важным инструментом в работе электрика – он позволяет с точностью узнать самые разные характеристики электричества: как основные (сопротивление, силу тока, напряжение), так и второстепенные (частоту, индуктивность конденсаторов и резисторов и даже температуру кабельных линий). Однако знать, как измерить сопротивление мультиметроми как пользоваться электрическими измерительными приборами в целом, следует знать не только профессионалам. Это поможет примерно измерить ёмкость аккумулятора автомобиля, определить утечку тока в автомобиле, узнать напряжение в розетке и многое другое. Как правильно использовать этот прибор?

Измерение силы тока

Главным параметром электричества, измеряемым мультиметром, является сила тока. Чтобы проверить силу тока аккумулятора мобильника, автомобильных аккумуляторных батарей или простой батарейки мультиметром, нужно настроить прибор на режим измерения постоянного тока. У дешевых моделей, таких как М-831, переключения нет – он всегда работает на постоянный ток, однако более сложные устройства могут работать и с переменным током.

После этого к гнездам (портам) на корпусе устройства подключаются щупы – два кабеля, красного и черного цвета, с оголенными контактами на концах. Черный щуп (минусовой) вставляется в гнездо, обычно помеченное надписью COM. Красный (плюсовой) – в один из дополнительных портов. Они могут иметь разную маркировку; обычно имеется два гнезда: одно – для небольших величин (до 200 мА), второе -до 10 А. Точную маркировку можно узнать из инструкции к конкретному устройству.

Важно! Несмотря на то, что стандартная сила тока в розетке меньше 10 А, измерять мультиметром этот параметр бытовой электросети нельзя. Случится короткое замыкание, и прибор взорвется.

Кликните для увелечения

Измерение силы токаПеред тем как измерить силу тока мультиметром, нужно выбрать подходящий диапазон значений. Для этого нужно приблизительно знать ожидаемый результат. В секции силы тока на корпусе прибора можно найти разные пределы (обычно от 200 мкА до 200 мА), отдельно – 10 А. Если даже примерной информации нет, лучше выбрать вариант побольше – в крайнем случае измерение получится неточным, тогда можно будет снизить предел и провести тест снова. Профессиональные электрики пользуются цифровыми устройствами, которые самостоятельно выставляют нужный диапазон, автоматически определяя проходящие через цепь амперы.

После настройки прибора при измерении силы тока зарядного устройства, АКБ или другого потребителя свободные концы щупов прикладываются к контактам последовательно (с разрывом цепи). Делать это следует, дав нагрузку, чтобы не сжечь прибор. Рекомендуется соблюдать полярность, но это не обязательно – при ошибке на экране мультиметра просто появится число с минусом. Подключать прибор параллельно нельзя, в т. ч. исследуя аккумулятор мультиметром под нагрузкой!

Важно также знать о том, как измерить ток утечки в автомобиле мультиметром. Этот параметр характеризует потребление энергии при выключенном двигателе, и для разных моделей машин варьируется между 10 и 80 мА. Он влияет на скорость деградации аккумуляторов.

Измеряется утечка так же, только при отключении всего оборудования, способного потреблять электрическую энергию.

Измерение напряжения

Узнать определенное напряжение постоянного тока потребуется, например, если понадобится измерить остаточную емкость аккумулятора мультиметром. Перед тем как приступать к измерениям, нужно выбрать тип тока и диапазон значений. Предел устанавливается исходя из тестируемого объекта – у пальчиковых батареек стандартное напряжение равно 1,5 вольт, у автомобильной батареи – 12–12,5 вольт и т. д., точные цифры всегда написаны на электроприборах. Предел ставится ближайший к предполагаемому значению с округлением в большую сторону.

1. Подключить черный щуп к порту COM.
2. Подключить красный щуп к порту для измерения напряжения (отмечен буквой V).
3. Подключить свободные концы щупов к контактам исследуемого объекта.

В школе на уроках физики учат, как измерить напряжение вольтметром, – включать прибор в цепь нужно параллельно потребителю. Здесь принцип тот же: подключать щупы нужно параллельно клеммам автомобильного аккумулятора, участку кабеля и т. д.

Постоянный ток измеряется, если нужно узнать напряжение аккумулятора или другого источника; если же исследуется электросеть, нужно переключить мультиметр в режим переменного тока, далее порядок действий аналогичен. Напряжение спокойно можно измерять и в розетке.

Исходя из первых двух параметров можно измерить мощность прибора, просто перемножив эти величины.

Измерение сопротивления

Эту функцию предстоит использовать чаще всего, так как мультиметром измерить сопротивления резисторов, кабелей, изоляции и других проводников любой электрической цепи наиболее просто. В теории, можно измерить даже сопротивление воздуха, так как этой характеристикой обладают все вещества.

Кликните для увелечения

Порядок действий практически идентичен предыдущим:

1. Выбирается диапазон измерений. Проверяя сопротивление провода тестером, выбрать можно из гораздо большего ассортимента – вплоть до сотен мегаом (миллионов ом). В таких больших омах обычно измеряется сопротивление изоляции; сопротивление спирали электроприборов обычно находится в пределах 200 Ом.
2. Подключаются щупы.
3. Концы щупов параллельно прикладываются к контактам анализируемого прибора или кабеля. Предварительно нужно отключить питание.

Показания обычно незначительно отступают от заявленных, так как измерить сопротивление резистора без погрешности не получится. Например, проверяя резистор мультиметром,нужно получить 82 Ом, а прибор показывает 81,9 Ом -это можно списать на собственное сопротивление мультиметра.

Для того, чтобы померить сопротивление изоляции, нужно подключить один щуп к выходу фазового кабеля, второй – к выходу заземления в распределительной коробке, предварительно обесточив проводку и отключив от сети все приборы. В розетке измерять сопротивление бессмысленно, но можно.

Важно! Точные параметры сопротивления изоляции можно получить только при измерении под повышенной нагрузкой – этим должны заниматься профессиональные электрики, самостоятельно проводить такую работу опасно.

Кроме того, стоит знать, как измерить внутреннее сопротивление аккумулятора. Делается это при помощи измерения мультиметром силы тока и напряжения и простой формулы. К наполовину разряженному аккумулятору нужно подключить два потребителя, после чего провести замеры и посчитать:

Измерение емкости аккумулятора

Использовать мультиметр для определения емкости аккумулятора не рекомендуется, так как измерить емкость аккумулятора с точностью можно только специальным прибором, оценивающим плотность электролита.Если все же нужно проверить заряд аккумулятора мультиметром, емкость батареи измеряется следующим образом:

1. К клеммам заряженного аккумулятора подключается мощный потребитель, например, лампочка на 60 ватт.
2. После подключения одного или нескольких потребителей мультиметр включается в режим измерения напряжения и засекается время. Когда напряжение упадет ниже 12 В, для определения ёмкости прошедшее время нужно умножить на силу тока, которую использовали потребители.

По такой же схеме можно узнать емкость аккумулятора телефона или любого другого накопителя энергии – например, заряд батарейки. Если что-то непонятно, стоит посмотреть видео, на котором объясняется как оценить объем заряда, чтобы не испортить устройство.

Это только самые основные функции любого мультиметра. Дорогие модели имеют гораздо больше возможностей, подробнее о которых можно узнать из инструкции – например о том, как измерить частоту мультиметром в розетке. Если прибор этот и другие параметры будут измеряться, следует заранее убедиться, что на нем есть сектор с герцами.

Видео

Чтобы ответить на вопрос, как измерить силу тока мультиметром, необходимо разобраться, что такое сила тока, и что собой представляет мультиметр. Итак, начнем с первой позиции.

Со школьной скамьи известно, что сила тока – это количество (объем) электроэнергии, который проходит через какой-нибудь проводник, к примеру, это может быть обычная лампочка или кусок проволоки. Сам же электрический ток – это направленное движение электронов. Так вот сила тока – это, по сути, количество электронов, прошедших через какую-то одну точку в проводнике за единицу времени (обычно считается за одну секунду). Чисто с физической стороны – это один ампер, равный одному кулону в секунду. На этом информацию по школьной программе можно считать законченной.

Теперь переходим к электрике. Для чего необходимо измерять силу тока? Основное назначение данной процедуры – это определить, не является ли проходящий через проводник ток выше, чем этот проводник может выдержать. Другого назначения нет.

А вот измерять лучше именно мультиметром, который собой представляет универсальный измерительный прибор, с помощью которого можно измерить не только силу тока, но и напряжение, и сопротивление электрической цепочки.

Виды мультиметров

В настоящее время рынок предлагает два вида мультиметров.

1. Аналоговые.
2. Цифровые.

Первая модель в своей конструкции имеет шкалу, на которой установлены показатели напряжения, силы тока и сопротивления, а также стрелку, указывающую измеряемые параметры электрических проводников. Начнем с того, что аналоговые мультиметры очень популярны среди новичков. Это и понятно, их цена в несколько раз ниже, чем у цифровых. Плюс возможность научиться на простом приборе.

Недостатков много, и один из главных – это большая погрешность показаний. Правда, в конструкции прибора есть построечный резистор, с помощью которого погрешность можно уменьшить. И все равно, если есть необходимость более точного определения параметров электрической цепи, то лучше выбирать цифровой вариант.

Цифровой мультиметр

Чисто с внешней стороны эта модель отличается от аналоговой только дисплеем, на который выводятся измеряемые величины. Экран в старых моделях светодиодный, в новых жидкокристаллический. При этом это самые точные мультиметры на сегодняшний день, который очень просты в обращении (нет необходимости заниматься подгонкой градуировки, как в случае с аналоговыми моделями).

Конструктивные особенности

Итак, в мультиметре есть два вида выходов, они обозначены цветом: красным и черным. А вот гнезд может быть на разных моделях разное количество: два, четыре или больше. Черный выход – это масса, то есть, общий (обозначается или «com», или минусом). Красный используется именно для измерений, то есть, является потенциальным. Здесь может быть несколько гнезд для измерения каждого параметра электрической цепи, то есть, сопротивления, напряжения и силы тока. На мультиметре такие гнезда обозначаются единицей измерения параметров, так что не ошибетесь.

Второй внешний элемент – это рукоятка, вращающаяся по кругу. С ее помощью устанавливается предел измерений. Так как перед нами стоит вопрос, как можно измерить силу тока мультиметром, то нас должна интересовать шкала с амперами. Хотелось бы отметить, что таких пределов на аналоговых тестерах меньше, чем на цифровых. Плюс ко всему последние комплектуются разными полезными опциями, к примеру, звуковым сигналом.

А вот теперь один из важных моментов. У каждого мультиметра есть предел по току, который является максимальным. Поэтому выбирая проверяемую электрическую сеть, необходимо сопоставить проверяемую ситу тока цепи с пределом в тестере. К примеру, если в проверяемой электрической цепочке предполагается, что проходящий по ней ток будет иметь показатель 200 А, то не стоит проверять эту цепь мультиметром с максимальным пределом в 10 А. Предохранители прибора тут же сгорят, как только вы начнете тестирование. Кстати, максимальный показатель обязательно указывается на корпусе прибора или в его паспорте.

Измеряем силу тока

Что нужно сделать в первую очередь:

• устанавливаем щупы: черный в черное гнездо, красный в красное с обозначением ампера – «А»;
• переключаем тумблер, который показывает, какой ток надо будет проверять: переменный «AC» или постоянный «DC»;
• устанавливается интервал измеряемых пределов так, чтобы не спалить сам прибор, то есть, предел установить таким, который будет выше ожидаемого уровня силы тока в электрической цепи.

Подготовительный этап закончен, мультиметр готов, можно проводить измерение силы тока.

Внимание! Перед тем как проводить замеры, необходимо электрическую сеть обесточить. Не стоит проводить тестирование во влажной среде или в помещении с высокой влажностью. Придерживайтесь обязательно требований техники безопасности.

К примеру, как проверить участок электропроводки. Для этого концы участка надо оголить (удалить изоляцию на проводах) и подключить к ним два щупа от мультиметра. Кстати, на конце черного провода установлен «крокодил», так что подсоединить его к проводке не составит труда. На красном проводе установлен именно щуп в виде шила. Его придется вручную подсоединять, прикладывая щуп к оголенному концу.

Итак, если все приготовления закончены, можно подавать на участок проводки напряжение. На дисплее мультиметра должны показаться цифровые обозначения силы тока. Если на экране высветились нули, то это или обрыв сети, или неправильно установлен предел измерений. Поэтому выключите подачу тока на участок, отсоединить мультиметр и настройте его под другую ожидаемую величину. И все, то же самое, проведите заново.

Что можно дополнительно посоветовать?

• Будет лучше, если перед тем как начать работу по тестированию проводника, ознакомиться с инструкцией к прибору. Особое внимание надо уделить разделу, где описываются меры предосторожности.
• Обязательно при использовании мультиметра надевать на руки защитные резиновые перчатки.

Вольтметр. Измерение напряжения

Для измерения напряжения используют вольтметр. Вольтметр внешне похож на амперметр, но, в цепь он включается иначе.

Поскольку напряжение может существовать только между какими-то точками, для включения вольтметра в цепь используют параллельное подключение. Как и у амперметра, у вольтметра есть две клеммы, одна из которых помечена знаком «+». Эту клемму следует соединять с положительным полюсом, чтобы прибор работал правильно.

Напряжение, как таковое не может существовать в одной точке, поскольку теряется смысл самого понятия «напряжение». Поэтому когда мы говорим о напряжении на участке цепи, мы имеем ввиду, напряжение между двумя конкретными точками. Чтобы измерить напряжение между полюсами источника, клеммы подключают непосредственно к источнику. Так, если подключить вольтметр к полюсам стандартной пальчиковой батарейки, мы увидим, что напряжение составляет от одного до полутора вольт.

Упражнения.

Задача 1. На рисунке показана цепь, в которой ток в лампочке измеряется с помощью амперметра. В цепь включается вольтметр так, как показано на рисунке. Амперметр показывает 500 мА, а вольтметр — 5 В. Что покажут приборы при нажатии на включатель?

При нажатии на выключатель, лампочка будет выключена из цепи, т.е. по ней перестанет проходить ток. Поэтому амперметр покажет 0 А. Вольтметр же измеряет напряжение между полюсами источника, а выключение лампочки на это напряжение никак не влияет. Поэтому вольтметр по-прежнему будет показывать 5 В.

Задача 2.  Одна клемма вольтметра подключена к выключателю. Вольтметр показывает 12 В. Что будет показывать вольтметр при нажатии на выключатель?

Конечно, он будет показывать 0 В, потому что при нажатии на выключатель, подключенная к нему клемма тоже выключится из цепи, и фактически, вольтметр не будет подключен.

Задача 3.  У вас есть рубильник, с помощью которого вы можете контролировать силу тока в цепи. У рубильника есть 5 положений: 0, 1, 2, 3 и 4 А. К цепи подключена лампочка и вольтметр. На данный момент напряжение составляет 4 В, а ток — 2 А. Сможете ли вы поддерживать постоянную яркость лампочки, если напряжение может увеличиться вдвое, уменьшиться в полтора раза или уменьшиться на 2 В?

Нужно подумать, от чего зависит яркость лампочки. Мы уже говорили, что яркость лампочки менялась при скачках напряжения из-за того, что ток совершал различную работу. Но, в данной ситуации у нас есть возможность изменять силу тока. Значит, надо попытаться изменениями силы тока компенсировать изменения напряжения, чтобы работа тока была постоянной. Именно в этом и состоит вопрос в нашей задаче: сможем ли мы удерживать работу постоянной.

Чем измерить постоянный ток. Как измерить напряжение мультиметром. Как устроены токовые измерительные клещи

Для измерения силы тока применяется измерительный прибор, который называется . Силу тока приходится измерять гораздо реже, чем напряжение или сопротивление , но, тем не менее, если нужно определить потребляемую мощность электроприбором, то без зная величины потребляемого ним тока, мощность не определить.

Ток, как и напряжение, бывает постоянным и переменным и для измерения их величины требуются разные измерительные приборы. Обозначается ток буквой I , а к числу, чтобы было ясно, что это величина тока, приписывается буква А . Например, I=5 A обозначает, что сила тока в измеренной цепи составляет 5 Ампер.

На измерительных приборах для измерения переменного тока перед буквой А ставится знак “~ “, а предназначенных для измерения постоянного тока ставится “– “. Например, –А означает, что прибор предназначен для измеренная силы постоянного тока.

О том, что такое ток и законы его протекания в популярной форме Вы можете прочитать в статье сайта «Закон силы тока» . Перед проведением измерений настоятельно рекомендую ознакомиться с этой небольшой статьей. На фотографии Амперметр, рассчитанный на измерение силы постоянного ток величиной до 3 Ампер.

Схема измерения силы тока Амперметром

Согласно закону, ток по проводам течет в любой точке замкнутой цепи одинаковой величины. Следовательно, чтобы измерять величину тока, нужно прибор подключить, разорвав цепь в любом удобном месте. Надо отметить, что при измерении величины тока не имеет значение, какое напряжение приложено к электрической цепи. Источником тока может быть и батарейка на 1,5 В, автомобильный аккумулятор на 12 В или бытовая электросеть 220 В или 380 В.

На схеме измерения также видно, как обозначается амперметр на электрических схемах. Это прописная буква А обведенная окружностью.

Приступая к измерению силы тока в цепи необходимо, как и при любых других измерениях, подготовить прибор, то есть установить переключатели в положение измерения тока с учетом рода его, постоянного или переменного. Если не известна ожидаемая величина тока, то переключатель устанавливается в положение измерения тока максимальной величины.

Как измерять потребляемый ток электроприбором

Для удобства и безопасности работ по измерению потребляемого тока электроприборами необходимо сделать специальный удлинитель с двумя розетками. По внешнему виду самодельный удлинитель ничем не отличается от обыкновенного удлинителя.

Но если снять крышки с розеток, то не трудно заметить, что их выводы соединены не параллельно, как во всех удлинителях, а последовательно.

Как видно на фотографии сетевое напряжение подается на нижние клеммы розеток, а верхние выводы соединены между собой перемычкой из провода с желтой изоляцией.

Все подготовлено для измерения. Вставляете в любую из розеток вилку электроприбора, а в другую розетку, щупы амперметра. Перед измерениями, необходимо переключатели прибора установить в соответствии с видом тока (переменный или постоянный) и на максимальный предел измерения.

Как видно по показаниям амперметра, потребляемый ток прибора составил 0,25 А. Если шкала прибора не позволяет снимать прямой отсчет, как в моем случае, то необходимо выполнить расчет результатов, что очень неудобно. Так как выбран предел измерения амперметра 0,5 А, то чтобы узнать цену деления, нужно 0,5 А разделить на число делений на шкале. Для данного амперметра получается 0,5/100=0,005 А. Стрелка отклонилась на 50 делений. Значит нужно теперь 0,005×50=0,25 А.

Как видите, со стрелочных приборов снимать показания величины тока неудобно и можно легко допустить ошибку. Гораздо удобнее пользоваться цифровыми приборами, например мультиметром M890G.

На фотографии представлен универсальный мультиметр, включенный в режим измерения переменного тока на предел 10 А. Измеренный ток, потребляемый электроприбором составил 5,1 А при напряжении питания 220 В. Следовательно прибор потребляет мощность 1122 Вт.

У мультиметра предусмотрено два сектора для измерения тока, обозначенные буквами А– для постоянного тока и А~ для измерения переменного. Поэтому перед началом измерений нужно определить вид тока, оценить его величину и установить указатель переключателя в соответствующее положение.

Розетка мультиметра с надписью COM является общей для всех видов измерений. Розетки, обозначенные mA и 10А предназначены только для подключения щупа при измерении силы тока. При измеряемом токе менее 200 мA штекер щупа вставляется в розетку mA, а при токе величиной до 10 А в розетку 10А.

Внимание, если производить измерение тока, многократно превышающего 200 мА при нахождении вилки щупа в розетке mA, то мультиметр можно вывести из строя.

Если величина измеряемого тока не известна, то измерения нужно начинать, установив предел измерения 10 А. Если ток будет менее 200 мА, то тогда уже переключить прибор в соответствующее положение. Переключение режимов измерения мультиметра допустимо делать только обесточив измеряемую цепь .

Рассчет мощности электроприбора по потребляемому току

Зная величину тока, можно определить потребляемую мощность любого потребителя электрической энергии, будь то лампочка в автомобиле или кондиционер в квартире. Достаточно воспользоваться простым законом физики, который установили одновременно два ученых физика, независимо друг от друга. В 1841 году Джеймс Джоуль, а в 1842 году Эмиль Ленц. Этот закон и назвали в их честь – Закон Джоуля – Ленца .

Чем измерить напряжение в розетке или определить значение тока, протекающего через нее? Такой вопрос становился практически перед каждым из нас. Ответ на него достаточно прост – это мультиметр, универсальное устройство для измерения самых различных электрических параметров.

Главной особенностью данного устройства является сочетание в себе самых разнообразных устройств, которые могут потребоваться как профессиональному, так и доморощенному электрику. При этом чтоб пользоваться таким прибором не надо обладать какими-либо специфическими знаниями. Достаточно вспомнить школьные уроки физики.

Перед тем как измерить напряжение в розетке мультиметром давайте разберемся как работает данный прибор. А также разберемся с величинами, которые он способен измерять.

Мультиметры могут быть аналоговыми или цифровыми. Ответ на вопрос какой из них лучше очевиден – цифровой прибор. Ведь цифровые мультиметры всегда указывают точное значение измеряемой величины, лояльно воспринимают неправильное подключение щупов, да и не так требовательны к условиям эксплуатации. В то же время в пользу аналоговым приборов есть только один аргумент – цена.

Именно поэтому в нашей статье мы рассмотрим цифровой мультиметр. И начнем наш обзор с щупов мультиметра. Для их подключения обычный прибор имеет два или три гнезда.

Итак:

• Черный щуп должен подключаться к гнезду «СОМ» , который является минусовым или заземлением. Это зависит от измеряемой величины.

• Красный щуп подключается к одному из двух оставшихся гнезд . Аббревиатура «VΩmA» обозначает, что данное гнездо предназначено для измерения напряжения, сопротивления и силы тока, но только при небольших его значениях. Для измерения силы тока в 1А и более следует использовать гнездо 10АDC, которое обладает более мощной контактной частью.

Теперь давайте поговорим о величинах, которые может измерять обычный цифровой мультиметр. У разных производителей обозначение некоторых величин может отличаться, поэтому мы приведем все возможные варианты.

Итак:

• Для измерения постоянного напряжения следует использовать предел, обозначенный DCV . В данном пределе обычно имеется несколько положений для измерений напряжения от 200mV до 1кV. Для измерения переменного напряжения следует использовать предел с обозначением ACV. Он обычно так же имеет несколько положений для измерений от 100В до 1000В.
• Для измерения токов предназначен предел DCA . Он так же имеет несколько положений нескольких сотен микроампер, до нескольких сотен миллиампер. Кроме того, обычно имеется положение для измерения силы тока в до 10А. Но для подключения устройства в данное положение инструкция советует переставить красный щуп в соответствующее гнездо. Это необходимо для того, что ток в 10А достаточно большой и слабенькие контакты гнезда «VΩmA» просто перегорят от него.
• Для измерения сопротивления цепи у нас имеется предел «Ω» . Он имеет несколько положений для измерений величин от 200Ом до 2МОм.

Обратите внимание! Измерять любую величину можно и при помощи большего предела. Например, напряжение в 100В можно измерять в положении не 200В, а в положении 1000В. Но с увеличением предела измерения увеличивается и погрешность прибора. В связи с этим полученные результаты измерений могут быть недостаточно достоверными.

Кроме этих основных величин многие устройства имеют дополнительные пределы для измерения коэффициента усиления транзистора по току, прозвонки на короткое замыкание, измерения параметров диодов и некоторые другие. Данные пределы уже более узконаправленные и более детально мы их рассматривать не будем.

Измерение тока и напряжения мультиметром

Умея пользоваться мультиметром можно рассмотреть вопрос как им производить измерение в зависимости от измеряемых величин. Ведь измерение токa в розетке сильно отличается от измерения напряжения. Кроме того, мы рассмотрим другие возможные варианты измерения этих величин в бытовых условиях.

Измерение напряжения мультиметром

Начнем с рассмотрения вопроса как измерить напряжение мультиметром в розетке? Данная процедура поможет ответить вам на вопрос соответствуют ли параметры сети нормативам и возможно ли подключение определенной электроустановки к ней.

• Для этого прежде всего устанавливаем щупы в соответствующие гнезда. В нашем случае это гнездо «СОМ» для черного щупа и гнездо «VΩmA» для красного щупа.
• Теперь производим необходимые переключения на самом мультиметре. Так как ток в розетке у нас имеет переменное значение, то необходимо выставить предел ACV.

• Положение переключателя должно быть выше предполагаемого напряжения. То есть для розетки в которой должно быть 220В вы должны выбрать ближайшее большее значение. Если брать наш мультиметр, то мы выбираем значение в 750В. Для двух или трехфазных розеток номинальное значение напряжения составляет 380В, то есть мы так же выбираем положение в 750В.

Пусть далеко не каждому из нас уготована судьба электрика, но знание того, как измеряется сила тока, может быть таким же базовыми, как и навыки работы с компьютером для рядового пользователя ПК. Вы же не зовете компьютерного специалиста для того, чтобы отправить e-mail или скачать программу? Точно также и правильное подключение электроприборов, замена пробок в квартире, автоматических выключателей, подбор проводки и многое другое скоро для вас станет не менее элементарным делом, удели вы не более 10 минут на прочтение статьи.

Определение силы тока теоретическим способом

Для того, чтобы измерить силу тока, совсем не обязательно лезть в электрическую схему прибора. Если мы говорим о бытовых вещах – абсолютно все они имеют необходимую техническую характеристику на бирках или наклейках на своем корпусе.

Возьмем, к примеру, электрический чайник. Скорее всего там будет написана следующая информация: 220-240V; 50-60Hz; 1500W. Последняя запись как раз и означает, что мощность чайника – 1500 Ватт (Вт), а величина мощности напрямую зависит от силы тока.

Теперь нам остается только поделить мощность (для нашего конкретного чайника это 1500 Вт) на напряжение в бытовых сетях (220 В). В данном конкретном примере мы получим 6,8 Ампер (А). Это и есть сила тока. Проверьте сами, это крайне простая арифметика!

И что нам это дает:

• Не стоит подключать много электрических приборов в одну розетку, рекомендуемая длительная нагрузка для обычной домашней розетки не более 10 А.
• Если в вашей квартире часто “выбивают пробки”, возможно, проблема в том, что вы включаете слишком много приборов. Попробуйте посчитать их суммарный ток и сравнить с цифрой на защитной пробке или автомате.
• Сила тока напрямую влияет на выбор сечения проводника, определяется элементарным способом по таблицам.

Измерение силы тока специальным прибором

Сила тока измеряется таким прибором, как Амперметр, на их табло гордо красуется большая буква “А”. Важно понимать, что ток может быть переменным, обозначается волнистой линией “~” и постоянным, обозначается прямой линией “-”. Род тока, который измеряет прибор, также указан у него на табло. Бытовая электрическая сеть 220 В – сеть переменного тока. Все, что питается от батареек, как правило, постоянный ток.

Самые простые Амперметры, которые вы возможно найдете на барахолках или у дедушки в гараже, мало того, что аналоговые со стрелками, так еще и, зачастую, могут измерить только определенный род тока.

Важно понимать, токи каких величин мы будем определять, измеряемые токи не должны выходить за пределы возможных значений для прибора, иначе мы рискуем его спалить!

Правильное подключение Амперметра – последовательно с измеряемой нагрузкой и никак по другому, иначе мы провоцируем Короткое Замыкание (К.З.). Для постоянного тока также может быть важной полярность включения (плюс-минус).

Впрочем, использовать сегодня Амперметр – нечто сродни архаизму, ведь есть такие замечательные приборы, как Мультиметры. Приставка “мульти” говорит сама за себя – многометр, если говорить простым языком. Он может мерить буквально все, когда дело касается электрических величин, просто переключите его на силу тока и “вуаля”.

Важно помнить! Бытовое напряжение 220 В опасно для жизни, не стоит лезть с прибором к оголенным проводам, которые находятся под напряжением, или напрямую в розетку. Если вы профан в этом деле – лучше лишний раз перестраховаться. Безопасным считается напряжение 42 Вольта (В) и ниже.

Ошибись вы с подключением – можно спровоцировать К.З., которое может красиво вспыхнуть и сжечь прибор или выбить пробки в квартире. И хорошо, если отделаетесь легким испугом, а ведь вполне можно получить и ожог. Никогда не забывайте, что электрический ток опасен.

Самый безопасный способ измерения электрического тока

Практически в любом магазине электротехники можно купить такой прибор, как Токоизмерительные Клещи. Принцип измерения до невероятного прост и безопасен: ток, протекающий через проводник, излучает вокруг себя электромагнитное поле, а это поле тем сильнее, чем сильнее сам ток. Так почему бы не мерить это поле, а не лезть в электрическую схему с прибором. Просто замечательный вариант, не так ли?

Конечно, не везде можно подлезть именно клещами. Тем более, что работает этот способ только для переменного тока. Не говоря уже о том, мерить необходимо каждый проводок по отдельности, ведь “соседи” со своим электрическим полем вокруг себя будут сильно мешать вычислять правильную токовую нагрузку.

.

Измерение силы тока – дело нехитрое. Главное помнить про технику безопасности и правильно подключить прибор в схему. Современные цифровые приборы позволяют не только очень точно определить величину тока, но и вычислять ее бесконтактным способом при помощи Токоизмерительных Клещей. Зная силу тока можно не только более грамотно подключать в сеть электрические приборы, но и заменять автоматику и вычислять допустимое сечение проводника.

. Ток или силу тока определяют количеством электронов, проходящих через точку или элемент схемы в течение одной секунды. Так, например, через нить накала горящей лампы накаливания карманного фонаря ежесекундно проходит около 2 000 000 000 000 000 000 (два триллиона) электронов. Однако на практике измеряется не количество электронов, а их движение, выраженное в амперах (А).

Ампер – это единица электрического тока, которую так назвали в честь французского физика и математика А. Ампера изучавшего взаимодействие проводников с током. Экспериментально установлено, что при токе в 1А через точку или элемент схемы проходит около 6 250 000 000 000 000 000 электронов.

Помимо ампера применяют и более мелкие единицы силы тока: миллиампер (мA), равный 0,001 А, и микроампер (мкA), равный 0,000001 А или 0,001 мА. Следовательно: 1 А = 1000 мА = 1 000 000 мкА .

1. Прибор для измерения силы тока.

Как и напряжение, ток бывает постоянный и переменный . Приборы, служащие для измерения тока, называют амперметрами , миллиамперметрами и микроамперметрами . Так же, как и вольтметры, амперметры бывают стрелочными и цифровыми .

На электрических схемах приборы обозначаются кружком и буквой внутри: А (амперметр), мА (миллиамперметр) и мкА (микроамперметр). Рядом с условным обозначением амперметра указывается его буквенное обозначение «PА » и порядковый номер в схеме. Например. Если амперметров в схеме будет два, то около первого пишут «PА1 », а около второго «PА2 ».

Для измерения тока амперметр включается непосредственно в цепь последовательно с нагрузкой , то есть в разрыв цепи питания нагрузки. Таким образом, на время измерения амперметр становится как бы еще одним элементом электрической цепи, через который протекает ток, но при этом в схему амперметр никаких изменений не вносит. На рисунке ниже изображена схема включения миллиамперметра в цепь питания лампы накаливания.

Также надо помнить, что амперметры выпускаются на разные диапазоны (шкалы), и если при измерении использовать прибор с меньшим диапазоном по отношению к измеряемой величине, то прибор можно повредить. Например. Диапазон измерения миллиамперметра составляет 0…300 мА, значит, силу тока измеряют только в этих пределах, так как при измерении тока свыше 300 мА прибор выйдет из строя.

2. Измерение силы тока мультиметром.

Измерение силы тока мультиметром практически ни чем не отличается от измерения обыкновенным амперметром или миллиамперметром. Разница состоит лишь в том, что у обычного прибора всего один диапазон измерения, рассчитанный на определенную максимальную величину тока, тогда как у мультиметра диапазонов несколько, и перед измерением приходится определять каким из диапазон пользоваться в данный момент.

Обычные мультиметры, не профессиональные, рассчитаны на измерение постоянного тока и имеют четыре поддиапазона, что на бытовом уровне вполне достаточно. У каждого поддиапазона есть свой максимальный предел измерения, который обозначен цифровым значением: 2m , 20m , 200m , 10А . Например. На пределе «20m » можно измерять постоянный ток в диапазоне 0…20 мА.

Для примера измерим ток, потребляемый обычным светодиодом. Для этого соберем схему, состоящую из источника напряжения (пальчиковой батарейки) GB1 и светодиода VD1 , а в разрыв цепи включим мультиметр РА1 . Но перед включением мультиметра в схему подготовим его к проведению измерений.

Измерительные щупы вставляем в гнезда мультиметра, как показано на рисунке:

красный щуп называют плюсовым , и вставляется он в гнездо, напротив которого изображены значки измеряемых параметров: «VΩmA »;
черный щуп является минусовым или общим и вставляется он в гнездо, напротив которого написано «СОМ ». Относительно этого щупа производятся все измерения.

В секторе измерения постоянного тока выбираем предел «2m », диапазон измерения которого составляет 0…2 мА. Подключаем щупы мультиметра согласно схеме и затем подаем питание. Светодиод загорелся, и его потребление тока составило 1,74 мА. Вот, в принципе, и весь процесс измерения.

Однако этот вариант измерения подходит тогда, когда величина потребления тока известна. На практике же часто возникает ситуация, когда необходимо измерить ток на каком-либо участке цепи, величина которого неизвестна или известна приблизительно. В таком случае измерение начинают с самого высокого предела.

Предположим, что потребление тока светодиодом неизвестно. Тогда переключатель переводим на предел «200m », который соответствует диапазону 0…200 мА, и после этого щупы мультиметра включаем в цепь.

Затем подаем напряжение и смотрим на показания мультиметра. В данном случае показания тока составили «01,8 », что означает 1,8 мА. Однако нолик впереди указывает на то, что можно снизиться на предел «20m ».

Отключаем питание. Переводим переключатель на предел «20m ». Включаем питание и опять производим измерение. Показания составили 1,89 мА.

Часто бывает ситуация, когда при измерении тока или напряжения на индикаторе появляется единица . Единица говорит о том, что выбран низкий предел измерения и он меньше величины измеряемого параметра. В этом случае необходимо перейти на предел выше.

Также может возникнуть момент, когда измеряемый ток выше 200 мА и необходимо перейти на предел измерения «10А ». Однако здесь есть нюанс, который надо запомнить. Помимо того, что переключатель переводится на предел «10А », еще также необходимо переставить плюсовой (красный) щуп в крайнее левое гнездо, напротив которого стоит цифро-буквенное значение «10А», указывающее, что это гнездо предназначено для измерения больших токов.

И еще совет. Возьмите за правило: когда закончите все измерения на пределе «10А » сразу же переставляйте плюсовой (красный) щуп на свое штатное место . Этим Вы сбережете себе нервы, щупы и мультиметр.

Ну вот, в принципе и все, что хотел сказать об измерении тока мультиметром. Главное понимать, что при вольтметр подключается параллельно нагрузке или источнику напряжения, тогда как при измерении силы тока амперметр включается непосредственно в цепь и через него протекает ток, которым питаются элементы схемы.

Ну и в качестве закрепления прочитанного предлагаю посмотреть видеоролик, в котором на примере схем рассказывается об измерениях напряжения и силы тока мультиметром.

Приборы для измерения переменного тока могут быть различными.

Для измерения тока промышленной частоты (50 – 100 Гц) используют в основном приборы непосредственной оценки на основе электромагнитной и электродинамической систем, а также термоэлектрической систем.

В маломощных цепях высоких частот ток измеряется выпрямительными, термоэлектрическими, электронными цифровыми и аналоговыми вольтметрами на резисторе с известным сопротивлением. Амперметр должен иметь минимальные значения входного сопротивления, индуктивностей и емкостей.

Приборы электромагнитной системы. Принцип действия этих приборов основан на явлении втягивания стальной пластины, соединенной со стрелкой, магнитным полем катушки. Отклонение подвижной части измерительного механизма зависит от квадрата измеряемого тока и может быть использовано для измерения как постоянного, так и переменного тока с частотой не выше 5 кГц. Подбором формы сердечника удается получить практически равномерную шкалу. Амперметры магнитоэлектрической системы выпускаются в качестве щитовых приборов классов точности 0,5, 1,0, 2,5 на частотах до 1500 Гц, и 0,5, 1,0 – до 2400 Гц. Для расширения пределов измерения тока электромагнитным амперметром применяются не шунты, а секционные катушки или трансформаторы. Достоинства – простота конструкции, дешевизна и надежность. Недостатки – малая точность и чувствительность. Электромагнитные амперметры применяют для непосредственного измерения токов до 200 А, катушка измерительного механизма включается последовательно в цепь измеряемого тока. Предел измерения определяется числом витков катушки. Чем выше предел, тем меньше витков из более толстого провода.

Электродинамические приборы. Принцип действия основан на взаимодействии двух магнитных потоков, создаваемых токами, протекающими по двум катушкам, одна из которых подвижна. В результате взаимодействия магнитных полей катушек и противодействующих пружин, подвижная катушка поворачивается на некоторый угол, пропорциональный токам в катушках. Измеряется этими приборами действующее (среднеквадратическое) значение тока. Схемы включения обмоток катушек различны. При последовательном включении измеряются малые токи (менее 0,5 А), шкала прибора квадратична. При параллельном включении обмоток измеряются большие токи, шкала тоже квадратичная. Электродинамические амперметры выпускаются различных классов точности до 0,1. Применяются в основном на промышленных частотах. Для расширения пределов применяют переключение катушек измерительного механизма с последовательного на параллельное и трансформаторы тока.

Выпрямительные приборы.

Они широко применяются для измерения тока в звуковом диапазоне частот. Принцип действия основан на выпрямительных свойствах диода. Постоянная составляющая выпрямленного диодом тока измеряется прибором магнитоэлектрической системы. Обычно используются выпрямители однополупериодные и двухполупериодные. Выпрямительные приборы измеряют среднее значение переменного тока, а не среднеквадратическое. Шкалу прибора градуируют в среднеквадратических значениях, поэтому показания пересчитывают через коэффициент формы. Выпрямительные приборы для измерения токов широко применяют как составные элементы комбинированных приборов:тестеров, авометров, используемых для измерения токов, напряжений, сопротивлений. При использовании соответствующих диодов выпрямительные приборы могут применяться в диапазоне СВЧ. Германиевые и кремниевые диоды обеспечивают частотный диапазон до 100 МГц. Основные достоинства выпрямительных приборов – высокая чувствительность, малое собственное потребление и возможность измерения в широком диапазоне частот. Недостаток – невысокая точность. Основные источники погрешностей – изменение параметров диодов со временем. Класс точности выпрямительных приборов 1,5 и 2,5, пределы измерений по току от 2 мА до 600 А, по напряжению от 0,3 до 600 В.

Термоэлектрические приборы.

Они используются для измерения токов высокой частоты. Прибор состоит из термопреобразователя, термоэлемента и измерительного прибора.

Измерительный прибор И выполнен по магнитоэлектрической системе. Простейший термопреобразователь имеет подогреватель 2 и термопару 1 из двух разнородных проводников, спаянных между собой. Если через подогреватель термоэлемента пропускать измеряемый ток, то вследствие нагрева спая в цепи термопары и прибора И будет протекать термоток постоянного напряжения. Прибор измеряет действующее значение переменного тока. Шкала термоэлектрических приборов близка к квадратичной. Чувствительность зависит от материала термопары. Достоинства термоэлектрических приборов – высокая чувствительность, большой диапазон измерения токов, широкий диапазон частот, возможность измерения токов произвольной формы. Недостатки – неравномерность шкалы, которая в начальной части получается сжатой. Кроме того показания зависят от температуры. Общий частотный диапазон термоэлектрических приборов лежит в пределах от 45 Гц до 300 МГц, номинальные токи – от 1 мА до 50 А, классы точности – от 1,0 до 2,5.

Измерение напряжения

Измерение постоянного напряжения

При использовании метода непосредственной оценки вольтметр подключается параллельно тому участку цепи, на котором надо измерить напряжение. Относительная погрешность измерения напряжения равна
, т.е. чем больше внутреннее сопротивление вольтметра, тем меньше погрешность измерения.

Измерение постоянного напряжения может быть выполнено любыми измерителями напряжений постоянного тока (магнитоэлектрическими, электродинамическими, электромагнитными, электростатическими, аналоговыми и цифровыми вольтметрами.) Выбор вольтметра обусловлен мощностью объекта измерений и необходимой точностью. Диапазон измеряемых напряжений лежит в пределах от долей микровольт до десятков киловольт.

Если необходимая точность может быть обеспечена приборами электромеханической группы, то следует предпочесть этот простой метод непосредственной оценки. При измерении напряжений с более высокой точностью следует использовать приборы, основанные на методе сравнения. При любом методе измерения могут быть использованы аналоговый и цифровой отсчеты.

Приборы непосредственной оценки.

Магнитоэлектрические приборы используются при проверке режимов радиосхем и используются при измерении напряжений в приборах других систем. Кроме того они используются в качестве индикаторов. Вольтметры магнитоэлектрической системы имеют равномерную шкалу, высокую точность, большую чувствительность, но низкое входное сопротивление.

Электростатические вольтметры имеют достоинство малое потребление, независимость от температуры окружающей среды, высокое входное сопротивление, а недостатки – неравномерная шкала и опасность пробоя между пластинами.

Наиболее широко для измерения постоянного напряжения применяют электронные вольтметры. Они могут быть аналоговыми и цифровыми.

Аналоговые электронные вольтметры постоянного тока.

В отличие от вольтметров электромеханической группы электронные вольтметры постоянного тока имеют высокое входное сопротивление и малое потребление тока от измерительной цепи. На рисунке М2-6 представлена структурная схема аналогового электронного вольтметра.

Рисунок М2-6. Структурная схема аналогового электронного вольтметра постоянного напряжения.

Основными элементами являются входное устройство, усилитель постоянного тока и измерительный прибор магнитоэлектрической системы. Входное устройство содержит входные зажимы, делитель напряжения, предварительный усилитель. Высокоомный делитель на резисторах служит для расширения пределов измерения. Усилитель постоянного тока служит для повышения чувствительности вольтметра и является усилителем мощности измеряемого напряжения до значения, необходимого для создания достаточного вращающего момента у измерительного прибора.

К усилителям постоянного напряжения предъявляются такие требования, как высокая линейность характеристики, постоянство коэффициента усиления. Основные технические характеристики вольтметров постоянного тока приведены в таблице М2-3.

Таблица М2-3. Основные технические характеристики вольтметров постоянного тока.

Тип, наименование прибора	Диапазон измеряемых напряжений, В	Основная погрешность измерения, %
В2–34, вольтметр постоянного тока, дифференциальный, цифровой	0,01 мВ – 1000В, поддиапазоны:
В2 – 36, вольтметр постоянного тока, цифровой
В2-38, нановольтметр цифровой постоянного тока

Измерение постоянного напряжения цифровыми приборами.

Цифровые вольтметры все шире применяются для измерения напряжений и токов. Упрощенная структурная схема цифрового вольтметра представлена на рис.М2-7.

Рисунок М2-7. Структурная схема цифрового вольтметра

Входное устройство содержит делитель напряжения. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует аналоговый сигнал в цифровую форму и представляет его цифровым кодом. Цифровое отсчетное устройство регистрирует измеряемую величину.

По типу АЦП цифровые вольтметры делятся на кодоимпульсные и времяимпульсные. Поскольку АЦП преобразует сигнал постоянного тока в цифровой код, цифровые вольтметры считают приборами постоянного напряжения. Для измерения переменного напряжения на выходе вольтметра ставится преобразователь.

По виду измеряемой величины цифровые приборы делятся на приборы:

для измерения постоянного напряжения;

для измерения переменного напряжения;

мультиметры (универсальные вольтметры для измерения напряжения, сопротивления, тока)

Цифровые вольтметры обычно имеют высокое входное сопротивление более 100 Мом, диапазоны измерений 100мВ, 1 В, 10В, 100 В, 1000В. Порог чувствительности на диапазоне 1 00 мВ может быть 10 мкВ.

Измерения напряжения

: практическое руководство – NI

Несмотря на то, что многие датчики выдают напряжение постоянного тока, которое можно измерить с помощью мультиметра или устройства сбора данных, основная задача этого технического документа – изучить общие измерения постоянного тока, не требующие установки промежуточного датчика.

Основы измерения напряжения

Чтобы понять, как измерять напряжение, важно понимать основы того, как вы проводите измерения. По сути, напряжение – это разность электрических потенциалов между двумя интересующими вас точками в электрической цепи.Однако общая путаница заключается в том, как определяется исходная точка измерения. Контрольная точка измерения – это уровень напряжения, при котором выполняется измерение.

Методы контрольной точки

Существует два основных метода измерения напряжений: опорное заземление и дифференциальное.

Измерение опорного напряжения на землю

Один из методов – измерить напряжение относительно общей точки или точки «земли». Часто эти «заземления» стабильны и неизменны и обычно составляют около 0 В.Исторически термин «земля» произошел от обычного применения, когда за счет прямого подключения сигнала к земле потенциал напряжения равен 0 В. Заземленные входные соединения особенно хороши для канала, который соответствует следующим условиям:

• Входной сигнал высокого уровня (более 1 В)
• Длина проводов, соединяющих сигнал с устройством, составляет менее 10 футов (3 м)
• Входной сигнал может иметь общую опорную точку с другими сигналами
  

Заземление обеспечивается либо устройством, выполняющим измерения, либо измеряемым внешним сигналом.Когда заземление обеспечивается устройством, эта установка называется несимметричным режимом с привязкой к земле (RSE), а когда земля обеспечивается сигналом, такая установка называется несимметричным режимом без привязки (NRSE).

Большинство приборов предлагают аналогичные конфигурации контактов для измерений аналогового входа. Следующий пример демонстрирует этот тип измерения с использованием шасси CompactDAQ и модуля аналогового ввода NI 9205 (см. Рисунок 1).

Рисунок 1.Шасси CompactDAQ с модулем аналогового ввода NI 9205

На рисунке 2 показана схема подключения для измерения напряжения RSE с использованием шасси NI cDAQ-9178 с NI 9205, а также распиновка для модуля. На рисунке 2 контакт 1 соответствует каналу «Аналоговый вход 0», а контакт 17 соответствует общему заземлению.

Рис. 2. Односторонний режим с заземлением

На рисунке 3 показана схема подключения для измерения напряжения NRSE с использованием cDAQ-9178 с NI 9205.На рисунке контакт 1 соответствует каналу «Аналоговый вход 0», а контакт 35 соответствует каналу «Контроль аналогового входа». Этот канал, особенно для измерений NRSE, может обнаруживать напряжение земли, создаваемое сигналом.

Рис. 3. Односторонний режим без ссылки

Измерение дифференциального напряжения

Другой способ измерения напряжения – определение «разности» напряжения между двумя отдельными точками в электрической цепи.Например, чтобы измерить напряжение на одном резисторе, вы измеряете напряжение на обоих концах резистора. Разница между напряжениями – это напряжение на резисторе. Обычно измерения дифференциального напряжения полезны для определения напряжения, которое существует на отдельных элементах схемы, или если источники сигнала зашумлены.

Дифференциальные входные соединения особенно хорошо подходят для канала, который удовлетворяет любому из следующих условий:

• Входной сигнал низкого уровня (менее 1 В)
• Длина проводов, соединяющих сигнал с устройством, превышает 3 м (10 футов)
• Входной сигнал требует отдельной опорной точки заземления или обратного сигнала
• Сигнальные провода проходят через шумную среду
  

На рисунке 4 показана схема подключения для измерения дифференциального напряжения с использованием cDAQ-9178 с NI 9205.На рисунке контакт 1 соответствует каналу «Аналоговый вход 0», а контакт 19 соответствует каналу «Аналоговый вход 8».

В дифференциальном режиме отрицательный сигнал подключается к аналоговому выводу, обращенному непосредственно к аналоговому каналу, который подключен к положительному сигналу. Например, «Аналоговый вход 0» будет подключен к положительному сигналу, «Аналоговый вход 8» будет подключен к отрицательным сигналам, «Аналоговый вход 1» – к положительному, «Аналоговый вход 9» – к отрицательному и так далее. Недостатком дифференциального режима является то, что он эффективно уменьшает вдвое количество аналоговых входных измерительных каналов.

Рисунок 4. Дифференциальный режим

Типы источников сигналов

Перед настройкой входных каналов и подключением сигналов необходимо определить, являются ли источники сигналов плавающими или заземленными.

Плавающие источники сигналов

Беспотенциальный источник сигнала не подключен к системе заземления здания, но имеет изолированную контрольную точку заземления. Некоторыми примерами плавающих источников сигналов являются выходы трансформаторов, термопар, устройств с батарейным питанием, оптических изоляторов и развязывающих усилителей.Инструмент или устройство с изолированным выходом является источником плавающего сигнала. Заземление плавающего сигнала должно быть подключено к земле устройства, чтобы установить местный или бортовой опорный сигнал для сигнала. В противном случае измеренный входной сигнал будет изменяться, поскольку источник выходит за пределы синфазного входного диапазона.

Источники сигналов с привязкой к земле

Источник сигнала с привязкой к земле подключен к заземлению системы здания, поэтому он уже подключен к общей точке заземления по отношению к устройству, предполагая, что измерительное устройство подключено к той же системе питания, что и источник.К этой категории относятся неизолированные выходы приборов и устройств, которые подключаются к системе электроснабжения здания. Разница в потенциале земли между двумя приборами, подключенными к одной и той же энергосистеме здания, обычно составляет от 1 до 100 мВ, но разница может быть намного выше, если цепи распределения питания подключены неправильно. Если заземленный источник сигнала измерен неправильно, эта разница может проявиться как ошибка измерения. Следуя инструкциям по подключению заземленных источников сигнала, можно устранить разность потенциалов земли из измеряемого сигнала.

На рис. 5 показаны различные типы источников сигнала, а также оптимальные схемы подключения, основанные на отдельном методе измерения. Обратите внимание, что в зависимости от типа сигнала конкретный метод измерения напряжения может дать лучшие результаты, чем другие.

Рисунок 5. Типы обычных источников сигнала в сравнении с рекомендуемыми конфигурациями входов

Узнайте больше о полевой проводке и шумах для аналоговых сигналов.

Высоковольтные измерения и изоляция

При измерении более высоких напряжений необходимо учитывать множество факторов.При выборе системы сбора данных первый вопрос, который вы должны задать, – будет ли эта система безопасной. Выполнение измерений высокого напряжения может быть опасным для вашего оборудования, тестируемого устройства и даже для вас и ваших коллег. Чтобы обеспечить безопасность вашей системы, вы должны обеспечить изоляционный барьер между пользователем и опасными напряжениями с изолированными измерительными устройствами.

Изоляция

, средство физического и электрического разделения двух частей измерительного устройства, может быть разделено на электрическую и безопасную изоляцию.Электрическая изоляция предназначена для устранения путей заземления между двумя электрическими системами. Обеспечивая электрическую изоляцию, вы можете разорвать контуры заземления, увеличить синфазный диапазон системы сбора данных и сдвинуть опорный сигнал заземления по уровню на единицу заземления системы. Изоляция безопасности ссылается на стандарты, в которых есть особые требования к изоляции людей от контакта с опасным напряжением. Он также характеризует способность электрической системы предотвращать передачу высокого напряжения и переходных напряжений через ее границу в другие электрические системы, с которыми пользователь может контактировать.

Включение изоляции в систему сбора данных выполняет три основные функции: предотвращение контуров заземления, подавление синфазного напряжения и обеспечение безопасности.

Узнайте больше об измерениях и изоляции высокого напряжения.

Контуры заземления

Контуры заземления являются наиболее распространенным источником шума в приложениях для сбора данных. Они возникают, когда две подключенные клеммы в цепи имеют разные потенциалы заземления, вызывая протекание тока между двумя точками.Локальное заземление вашей системы может быть на несколько вольт выше или ниже земли ближайшего здания, а удары молнии поблизости могут вызвать разницу в несколько сотен или тысяч вольт. Это дополнительное напряжение само по себе может вызвать значительную ошибку в измерениях, но вызывающий его ток может также связывать напряжения в соседних проводах. Эти ошибки могут проявляться в виде переходных процессов или периодических сигналов. Например, если контур заземления сформирован из линий электропередачи переменного тока 60 Гц, нежелательный сигнал переменного тока проявляется как периодическая ошибка напряжения при измерении.

При наличии контура заземления измеренное напряжение Vm представляет собой сумму напряжения сигнала Vs и разности потенциалов Vg, которая существует между землей источника сигнала и землей измерительной системы (см. Рисунок 6). Этот потенциал обычно не является уровнем постоянного тока; таким образом, результатом является зашумленная система измерения, часто показывающая в показаниях составляющие частоты сети (60 Гц).

Рис. 6. Заземленный источник сигнала, измеренный с помощью системы с заземлением
, имеет контуры заземления

Чтобы избежать контуров заземления, убедитесь, что в измерительной системе есть только один опорный заземляющий провод, или используйте изолированное измерительное оборудование.Использование изолированного оборудования исключает путь между землей источника сигнала и измерительным устройством, тем самым предотвращая протекание тока между несколькими точками заземления.

В ранее упомянутой настройке CompactDAQ модуль аналогового ввода NI 9229 обеспечивает межканальную изоляцию 250 В.

Рис. 7. Модуль аналогового ввода NI 9229, изолированный от канала к каналу

Синфазное напряжение

Идеальная дифференциальная измерительная система реагирует только на разность потенциалов между двумя своими клеммами, входами (+) и (-).Дифференциальное напряжение на паре цепей является полезным сигналом, однако может существовать нежелательный сигнал, который является общим для обеих сторон пары дифференциальных цепей. Это напряжение известно как синфазное напряжение. Идеальная дифференциальная измерительная система полностью отклоняет, а не измеряет синфазное напряжение. Однако практические устройства имеют несколько ограничений, описываемых такими параметрами, как диапазон синфазного напряжения и коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR), которые ограничивают эту способность отклонять синфазное напряжение.

Диапазон синфазного напряжения определяется как максимально допустимое колебание напряжения на каждом входе относительно земли измерительной системы. Нарушение этого ограничения приводит не только к ошибке измерения, но и к возможному повреждению компонентов на плате.

Коэффициент подавления синфазного сигнала описывает способность измерительной системы подавлять синфазные напряжения. Усилители с более высокими коэффициентами подавления синфазных напряжений более эффективны при подавлении синфазных напряжений.

В неизолированной дифференциальной измерительной системе электрический путь все еще существует в цепи между входом и выходом.Следовательно, электрические характеристики усилителя ограничивают уровень синфазного сигнала, который можно подать на вход. Использование развязывающих усилителей устраняет токопроводящий электрический путь и резко увеличивает коэффициент подавления синфазного сигнала.

Топологии изоляции

При настройке системы измерения важно понимать топологию изоляции устройства. Различные топологии имеют несколько связанных соображений стоимости и скорости.

Межканальный

Самая надежная топология изоляции – это изоляция каналов. В этой топологии каждый канал отдельно изолирован друг от друга и от других неизолированных компонентов системы. Кроме того, каждый канал имеет собственный изолированный источник питания.

Что касается скорости, можно выбрать из нескольких архитектур. Использование развязывающего усилителя с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) на канал обычно быстрее, поскольку вы можете получить доступ ко всем каналам параллельно.Модули аналогового ввода NI 9229 и NI 9239 обеспечивают межканальную изоляцию для обеспечения высочайшей точности измерений.

Более экономичная, но более медленная архитектура предполагает мультиплексирование каждого изолированного входного канала в один АЦП.

Другой метод обеспечения межканальной развязки – использование общего изолированного источника питания для всех каналов. В этом случае синфазный диапазон усилителей ограничен шинами питания этого источника питания, если вы не используете входные аттенюаторы.

Банк

Другая топология развязки включает объединение в группу или группировку нескольких каналов для совместного использования одного развязывающего усилителя. В этой топологии разница синфазного напряжения между каналами ограничена, но синфазное напряжение между группой каналов и неизолированной частью измерительной системы может быть большим. Отдельные каналы не изолированы, но берега каналов изолированы от других берегов и от земли. Эта топология представляет собой более дешевое решение для изоляции, поскольку в этой конструкции используются один изолирующий усилитель и источник питания.

Большинство модулей аналогового ввода NI C Series, таких как NI 9201 и NI 9221, изолированы от банка и могут обеспечивать точные аналоговые измерения напряжения при меньших затратах.

Как увидеть свои измерения: NI LabVIEW

После подключения датчика к измерительному прибору вы можете использовать программное обеспечение графического программирования LabVIEW для визуализации и анализа данных по мере необходимости (см. Рисунок 8).

Рис. 8. Измерение напряжения LabVIEW

Измеренное напряжение – обзор

4.01.4.2 Electrochemical Series

Напряжение, измеренное между электродами цинк / медной ячейки, показанное на рис. 27 , , в разомкнутой цепи, было измерено как 1,1 В. Если оба материала электродов были изменены, то весьма вероятно, что будет измеряться другое напряжение, хотя будет нелегко легко сравнить характеристики этих двух электрохимических ячеек, поскольку между ними нет общего эталона. Действительно, необходимость позволить проводить сравнительные измерения электрохимических характеристик различных материалов привела к разработке «стандартного водородного электрода» (SHE), которому задается произвольный потенциал 0.00 В ( Рисунок 29 ).

Рисунок 29. Пример стандартного водородного электрода. http://www.chemguide.co.uk/physical/redoxeqia/introduction.html

SHE получает потенциал 0 В только при определенных условиях: давление газообразного водорода 1 бар, барботаж над фольгой платинового электрода, погружают в раствор 1 молярных ионов H ⁺ (т.е. кислоты) при температуре 25 ° C (298 K). Это воплощено в уравнении [12]:

[12] 2H (вод. Например, магний, как показано на рис. 30 .Вольтметр на рис. 30 будет измерять потенциал холостого хода 2,37 В, при этом магниевый электрод определяется (согласно экспериментам с использованием устройства на рис. 27 , ) как окисляемый электрод, то есть магний, высвобождает электроны и является анодом согласно уравнению [13]:

Рис. 30. Использование SHE в электрохимической ячейке для определения потенциала магния. http://www.chemguide.co.uk/physical/redoxeqia/introduction.html

[13] Mg⇔Mg2 ++ 2e −− 2.37V

Если электрохимический элемент , рис. 30, используется в качестве батареи, то общие электродные реакции будут такими, как показано в уравнении [14]:

[14] Mg⇒Mg2 ++ 2e −− 2.37V2H (aq) ++ 2e − ⇒h3 (g) 0,00 В

Были предприняты испытания ряда различных электродных материалов, которые определены в таблицах электрохимических потенциалов, см. , таблица 2 .

Таблица 2. Серия электрохимических потенциалов

Таблица 2 показана со всеми реакциями при разомкнутой цепи; однако предпочтительное направление каждой реакции по сравнению с SHE указано при чтении каждого уравнения слева направо.Кроме того, реакции в верхней части таблицы указывают на материалы, наиболее подходящие для окисления, то есть самые сильные окислители, в то время как материалы в нижней части таблицы лучше всего подходят для восстановления, то есть самые сильные восстановители.

Эту таблицу также можно использовать для определения потенциала холостого хода, а также анода и катода любой данной электрохимической ячейки. Например, снова беря цинк и медь (согласно Рисунок 27, ), Таблица 2 показывает, что цинк будет окисляться (т.е.например, образуют анод ячейки) со стандартным потенциалом –0,76 В, в то время как медь будет восстанавливать и формировать катод при стандартном потенциале +0,34 В. Следовательно, в целом, в электрохимической ячейке цинк / медь будет образовываться открытый – потенциал цепи +0,34 – (–0,76) = 1,1 В (как отмечалось ранее).

Аналогично, если взять алюминиево-цинковую ячейку, на этот раз алюминий будет окисляться и образовывать анод при стандартном потенциале –1,66 В, в то время как на этот раз цинк восстанавливается и образует катод при стандартном потенциале –0.76 В. Следовательно, в целом алюминиево-цинковый электрохимический элемент будет вырабатывать потенциал холостого хода –0,76 – (–1,66) = 0,9 В.

Измерение напряжения, тока и сопротивления с помощью мультиметра

Цифровой мультиметр – это удобный инструмент, один из немногих инструментов, которые вам понадобятся для начала.

Есть много видов мультиметров, от очень дешевых (~ 10 $), таких как этот, которые очень дешево купить, но также имеют очень дешевое ощущение:

Если вы не пользуетесь очень профессиональной линией, с которой вам не нужно начинать, вы можете получить отличную за <30 $.

Я заплатил эти 30 долларов, и они очень хорошо заработаны:

Между этими двумя есть большая разница в размере и качестве сборки:

Вы также можете увидеть, что один имеет порт 10A , а другой – порт 20A . Это означает, что можно измерить ток до 20 ампер до того, как сломается предохранитель, то есть вторую половину этого значения.

Порт мА может измерять до 500 мА в большем порте и 200 мА в меньшем.

Также можно измерить температуру специальным кабелем.В нем есть свет и так далее.

Цифровой мультиметр может измерять напряжение ( вольтметр ), ток ( амперметр ), сопротивление ( омметр ), емкость, частоту и многое другое.

Это множество инструментов, встроенных в один.

Я покажу вам, как измерить первые 3 вещи.

Как измерить напряжение

Начнем с измерения напряжения. Берем аккумулятор, подключаем выбираем символ V :

и подключите черный разъем к COM , общее заземление и красный разъем к символу V , затем подключите другой конец кабелей к клеммам батареи + и -:

Как измерить сопротивление

Теперь давайте посмотрим, как измерить сопротивление.

Подключите два кабеля к двум концам резистора и выберите на мультиметре символ Ом :

Это сопротивление 220 Ом.

Вот такое же измерение на более дешевом мультиметре:

Обратите внимание, что ранее нам не нужно было устанавливать масштаб, он определялся автоматически. Здесь, если сопротивление слишком низкое или слишком высокое для шкалы, вам нужно настроить его между 200 2000 20k 200k 2000k точек, чтобы увидеть, какой из них дает значимый результат.

Например, здесь я выбрал шкалу 20k , и на дисплее я получил 0,22 . 20 кОм означает, что он может измерять до 20 кОм . 0,22 в данном случае означает 0,22 от 1 кОм:

Немного запутанно, правда? Это не оптимально, поэтому я рекомендую вам выбрать мультиметр, который может определять шкалу автоматически.

Как измерить ток

Сначала я показал вам, как измерять напряжение и сопротивление, потому что они работают аналогичным образом: разъемы подключаются параллельно к объекту, который мы хотим измерить.

Измерительный ток отличается. Нам нужно подключить мультиметр последовательно, чтобы через него протекал ток.

Также, в зависимости от вашего мультиметра, вам может потребоваться изменить точку входа для кабеля. В этом случае я измеряю вольты и Ом с помощью входа №4, но ток измеряется с помощью входа №1 (и большого количества тока через вход №2):

Для измерения тока построим небольшую схему. В этом случае у меня есть потенциометр, который зажигает светодиод.

Два кабеля соединяют катод светодиода с выводом, замыкающим цепь на GND. Это важно: вы не измеряете ток, протекающий через элемент, напрямую подключая мультиметр к его кабелям. Вам нужно сделать мультиметр частью схемы.

Мультиметр действует как провод.

На мультиметре можно выбрать шкалу для текущего измерения. Мы установили его на мА , но попробуем переключиться на мкА , чтобы измерить его в микроамперах вместо миллиампер:

У вас 753uA , что равно 0.753 мА .

Вот то же измерение с помощью желтого мультиметра, в данном случае порт для измерения малых токов такой же, как и тот, который мы использовали для измерения напряжения и сопротивления:

Посмотрите мое последнее видео на YouTube!

Измерение тока и напряжения – Электрические цепи – WJEC – GCSE Physics (Single Science) Revision – WJEC

Вам необходимо знать, как измерять ток, протекающий через компонент в цепи, и напряжение на нем.

Амперметр включен последовательно с лампой

Измерительный ток

Ток измеряется в амперах . Ампер часто сокращается до ампер или А . Ток, протекающий через компонент в цепи, измеряется с помощью амперметра. Амперметр можно разместить в любом месте цепи. Помните, что ток одинаков во всех частях последовательной цепи.

Амперметр должен быть подключен последовательно с компонентом – помните, в последовательной цепи электрические устройства помещаются одно за другим в непрерывную линию в цепи между положительным и отрицательным полюсами батареи.

Напряжение

Напряжение (или разность потенциалов) на электрическом компоненте, таком как лампа, необходимо для протекания через него тока. Элементы или батареи часто обеспечивают необходимое напряжение.

Измерение напряжения

Напряжение измеряется в В , часто сокращенно В .

Вольтметр включен параллельно лампе

Напряжение на компоненте в цепи измеряется с помощью вольтметра.

Вольтметр должен быть подключен параллельно компоненту.

Измерение тока, напряжения и сопротивления

Обзор

Наиболее часто используемым оборудованием для электрических измерений является мультиметр , который может измерять ток (амперы), напряжение (вольты) и сопротивление (Ом). Есть два основных типа мультиметров – аналоговый и цифровой. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки в зависимости от типа выполняемого измерения.Примеры того и другого показаны ниже:

Аналоговый мультиметр (слева) и цифровой мультиметр (справа)

Напряжение измерения

Напряжение на компоненте является мерой разницы в электрическом потенциале от одной стороны компонента к другой, поэтому измеритель должен быть подключен, как показано:

Использование мультиметра для измерения напряжения на компоненте схемы

Измерение тока

Ток – это мера скорости потока электронов через цепь.Чтобы измерить ток, цепь должна быть разомкнута, а счетчик должен быть помещен в цепь так, чтобы ток проходил через нее. Это показано ниже:

Использование мультиметра для измерения тока в цепи

Измерение сопротивления

Чтобы измерить сопротивление, необходимо сначала отключить компонент от цепи.Это необходимо для того, чтобы другие компоненты схемы не влияли на показания. Затем датчики измерителя подключаются с обеих сторон компонента, как показано:

Использование мультиметра для измерения сопротивления компонента схемы

В таблице ниже показаны префиксные обозначения для кратных и дольных единиц общих электрических единиц.

Общие и частные кратные

G	гига	10 9	(× 1,000,000,000)
M	мегапиксельная	10 6	(× 1,000,000)							3	(× 1000)
м	милли	10 -3	(× 0.001)
µ	микро	10 -6	(× 0,000001)
n	нано	10 -9		9046	пико	10 -12	(× 0,000000000001)

Как измерить напряжение с помощью цифрового и аналогового мультиметра?

Измерение

переменного и постоянного напряжения с помощью мультиметра – (DMM + аналоговый)

Измерение напряжения – одна из самых простых и легких задач, которые можно выполнить с помощью цифрового мультиметра (цифрового мультиметра) или аналогового мультиметра.Измерение напряжения выполняется для поиска неисправностей или анализа цепи. это одна из самых фундаментальных, но очень необходимых задач при техническом обслуживании электрооборудования.

Мультиметр

Мультиметр (также известный как измеритель AVO (ампер-вольт-омметр) – это устройство, которое используется для измерения различных электрических величин, таких как напряжение, ток, сопротивление, емкость, транзисторы, диоды и т. Д. температура и т. д. Их можно использовать для проверки целостности проводов, предохранителей, автоматических выключателей, резисторов и других поврежденных компонентов.

В этом руководстве по мультиметру мы будем измерять напряжение переменного и постоянного тока с помощью цифрового мультиметра и аналогового мультиметра с пошаговым руководством.

Что такое напряжение?

Разность электрических потенциалов между двумя точками называется напряжением или разностью потенциалов. Измеряется в вольтах. Напряжение может быть переменным переменным или постоянным постоянным током. Следовательно, напряжение переменного тока постоянно меняет полярность; у него нет определенной полярности. При этом постоянное напряжение остается постоянным при фиксированной полярности.

Поскольку напряжение представляет собой разность потенциалов между двумя точками, измерение напряжения не требует размыкания цепи. Вам нужны всего лишь две легкодоступные точки схемы.

Связанные сообщения:

Измерение напряжения переменного тока с использованием цифрового мультиметра:

• Для измерения напряжения мультиметр должен быть подключен параллельно источнику напряжения, нагрузке или любой цепи.
• Во-первых, убедитесь, что анализируемая цепь легко доступна для размещения датчиков.
• Включите счетчик, нажав кнопку ВКЛ / ВЫКЛ. Некоторые включаются с помощью диска.

• Поверните циферблат в положение ṽ (V с волнистым символом наверху). это относится к напряжению переменного тока.

• Если есть возможность выбора диапазона (некоторые счетчики имеют режим автоматического выбора диапазона на основе показаний), установите диапазон на наибольшее ожидаемое значение.

• Если напряжение неизвестно, установите шкалу на самый высокий диапазон напряжения.
• Вставьте черный щуп в гнездо COM (общее). Его легко идентифицировать по каждому метру.

• Красный зонд необходимо вставить в правильное гнездо. Некоторые измерители имеют специальную розетку для напряжения, а некоторые – комбинированную розетку для V-Amp-Ω. Вставьте красный щуп в гнездо с буквой V.

• Сначала подключите черный провод к точке с самым низким напряжением, например к земле.
• Подключите красный провод к точке с более высоким напряжением.

• Обратите внимание на показания мультиметра.
• Если диапазон установлен на самый высокий диапазон напряжения, уменьшайте его шаг за шагом для достижения максимального разрешения и получения точных показаний.
• После завершения измерения сначала извлеките красный датчик, а затем черный датчик из контрольных точек.
• Снимите оба щупа с мультиметра и выключите его.

Примечание. Не прикасайтесь к концам провода, даже если один из них подсоединен.Не позволяйте кончикам провода соединяться друг с другом. Будьте очень осторожны при работе с переменным напряжением сети, так как это может привести к поражению человека электрическим током или поражением электрическим током, если не будут приняты необходимые меры предосторожности.

Измерение напряжения переменного тока с помощью аналогового мультиметра:

• Включите мультиметр
• Поверните шкалу на переменное напряжение.

• Используя ручку переключателя на шкале, выберите наиболее подходящий диапазон напряжения. Оно не должно быть меньше измеряемого напряжения, иначе перегрузка может повредить счетчик.

• Если напряжение неизвестно, установите ручку на максимальный доступный диапазон напряжения.
• Вставьте черный щуп в гнездо COM.
• Вставьте красный щуп в VΩ или любой другой разъем, на котором есть символ V.

• Есть несколько аналоговых мультиметров, которые имеют разные разъемы для высокого и низкого напряжения. Убедитесь, что используете правильную розетку.
• Сначала подключите черный провод к точке низкого напряжения.
• Затем подключите красный провод к точке высокого напряжения.
• Или просто подключите оба провода к компоненту, если не уверены в уровне напряжения.

• Убедитесь, что отклонение максимальное, уменьшив диапазон напряжения с помощью ручки. Это увеличивает точность считывания.
• Обратите внимание на показания шкалы. Считывание следует производить, рассматривая прибор под прямым углом, чтобы избежать ошибки параллакса.

• Исходя из выбранного диапазона (500), эти показания показывают 220 В., потому что 500 – это отклонение на полную шкалу (FSD).
• По окончании измерения снимите сначала красный датчик, а затем черный.
• Выключите глюкометр и установите максимальный диапазон, чтобы предотвратить повреждение в случае повторного использования.

Примечание: напряжение переменного тока не имеет полярности. Следовательно, не имеет значения, переключаете ли вы щупы. Стрелка всегда будет показывать одну и ту же степень отклонения.

Измерение напряжения постоянного тока с помощью цифрового мультиметра:

• Убедитесь, что цепь легко доступна.

• Включите глюкометр, нажав кнопку ВКЛ / ВЫКЛ или повернув ручку на шкале из положения выключения.
• Поверните шкалу на постоянное напряжение (V с прямым светом с 3 точками наверху).

• Если есть возможность выбора диапазона (некоторые счетчики имеют режим автоматического выбора диапазона на основе показаний), установите диапазон на наибольшее ожидаемое значение. Например, установите диапазон на 20 для тестирования цепи 12 В.

• Если напряжение неизвестно, установите шкалу на самый высокий диапазон напряжения.
• Вставьте задний датчик в гнездо COM (общее).

• Красный зонд необходимо вставить в правильное гнездо. Некоторые измерители имеют специальную розетку для напряжения, а некоторые – комбинированную розетку для V-Amp-Ω. Вставьте красный щуп в гнездо с буквой V.

• Сначала подключите черный провод к точке низкого или отрицательного напряжения.
• Подключите красный провод к точке с более высоким напряжением.
• Обратите внимание на показания мультиметра.

• Если диапазон установлен на самый высокий диапазон напряжения, уменьшайте его шаг за шагом для достижения максимального разрешения и получения точных показаний.
• После завершения измерения сначала извлеките красный датчик, а затем черный датчик из контрольных точек.
• Снимите оба щупа с мультиметра и выключите его.

Примечание. Работать и прикасаться к цепи постоянного тока с низким напряжением безопасно.Однако во время считывания лучше не прикасаться к кончику электродов, так как это может привести к ошибкам в измерениях. Не касайтесь кончиков выводов вместе.

Измерение напряжения постоянного тока с помощью аналогового мультиметра:

• Включите измеритель.
• Поверните ручку на значение постоянного напряжения «V _DC » или (V с прямой линией с 3 точками).

• Установите диапазон, превышающий ожидаемое значение испытательного напряжения.

• Если напряжение неизвестно, установите диапазон на максимально доступный предел.
• Вставьте черный щуп в гнездо COM
• Вставьте красный щуп в гнездо VΩ, желательно, чтобы на нем было написано VDC.

• Поместите черный щуп в отрицательную точку или точку с более низким напряжением.
• Поместите красный щуп в точку с положительным или более высоким напряжением.

• Уменьшите диапазон напряжения для достижения максимального отклонения для повышения точности.
• Обратите внимание на показания шкалы VDC (не путайте ее со шкалой VAC).

• Когда закончите, снимите оба датчика, сначала красный, а второй – черный.
• Выключить счетчик. Кроме того, установите максимальный диапазон, чтобы избежать повреждений при быстром повторном использовании.

Примечание. Соблюдайте полярность при использовании аналогового мультиметра для измерения постоянного напряжения. Он не будет показывать отклонения при подключении с противоположной полярностью. В некоторых случаях это может привести к повреждению глюкометра.

Состояние перегрузки

Состояние перегрузки возникает, когда вы выбрали диапазон напряжения ниже измеряемого.Измеритель не может измерить напряжение, поскольку оно превышает диапазон измерения. Условия перегрузки не являются вредными для мультиметра.

Использование цифрового мультиметра (DMM)

В состоянии перегрузки цифровой мультиметр покажет на экране цифру «1», «OL» или «вне диапазона». Чтобы устранить перегрузку, постепенно увеличивайте диапазон, используя ручку переключателя, пока не получите ожидаемое значение.

Использование аналогового мультиметра

В условиях перегрузки аналоговый мультиметр покажет полное отклонение шкалы «FSD» стрелки.Этого следует избегать, чтобы избежать возможных повреждений. Избегайте использования диапазонов низкого напряжения для измерения неизвестного напряжения с помощью аналоговых измерителей.

Перестановка клемм

Измерение переменного или переменного напряжения: Во время измерения переменного напряжения замена измерительных щупов или измерительных проводов не влияет на показания. Это потому, что переменный ток не имеет полярности.

Прямое или постоянное измерение напряжения: Во время измерения постоянного напряжения замена тестовых щупов друг на друга приведет к отрицательному знаку вместе с показаниями напряжения.Отрицательный знак означает отрицательную полярность напряжения.

Выбор испытательного щупа

Испытательные щупы доступны в двух вариантах исполнения; зонды с заостренной иглой и зонды из кожи аллигатора. Датчики со свинцовыми наконечниками – это стандартные датчики, которые необходимо удерживать на месте во время измерения. Щупы типа «крокодил» имеют подпружиненный зажим, который прикреплен к цепи и не требует, чтобы вы держали их руками.

Связанное сообщение: Как проверить и исправить дефекты печатной платы (PCB)?

Поврежденные датчики

Датчики с оголенными или оборванными проводами опасны для измерения сетевого напряжения.Это также может добавить ошибку при чтении.

Избегайте размещения датчиков в гнезде усилителя

Одна из ошибок новичков заключается в том, что мы не извлекаем датчики, когда закончили работу с измерителем. Обычно мы подключаем пробники к соответствующему разъему, что является плохой практикой. Если красный зонд находится в гнезде усилителя (использовавшемся ранее для измерения тока), и мы подключаем измеритель параллельно к цепи (для измерения напряжения), большой ток, протекающий из-за небольшого сопротивления амперметра, сожжет измеритель.

Связанные руководства по мультиметрам:

Измерение напряжения, тока и сопротивления

Клещевые мультиметры используют эффект Холла для измерения тока.

Когда вы устанавливаете, вводите в эксплуатацию или устраняете неисправности электронных систем безопасности, измерение напряжения, тока и сопротивления является основным элементом ваших навыков.

Прежде чем перейти к испытаниям, давайте рассмотрим электрические свойства напряжения, тока и сопротивления. Напряжение – это электрическое давление, которое возникает между двумя точками и также называется разностью потенциалов.По сути, эта разность потенциалов является результатом того, что в одной точке больше электронов, чем в другой. Атом с большим количеством электронов, чем протонов, имеет отрицательный заряд, а атом с большим количеством протонов, чем электронов, имеет положительный заряд.

Подумайте о напряжении как о давлении, которое заставляет электроны течь. Этот поток электронов называется током. Он измеряется в амперах (6,25 x 10 в степени 18 электронов, проходящих через точку в секунду). В базовой схеме, когда напряжение (источник питания) подключено к цепи, ток будет течь от отрицательной клеммы вниз по проводке к лампочке, через лампу, генерирующую свет, затем из лампы в положительный полюс батареи. и снова вокруг.

Возникла причуда с током. Наше определение обычного протекания тока прямо противоположно пути, по которому идут электроны – не так давно никто не знал, что электроны существуют, и к тому времени, когда ученые все выяснили, было уже слишком поздно возвращаться и менять обычное позитивное мышление на негативное. Необходимо понять 2 важные вещи: во-первых, существует поток электронов, а во-вторых, все оборудование, символы схем и прочее регистрируют так называемый обычный ток, переходящий от положительного к отрицательному.Тем не менее, вы должны сначала удалить отрицательный провод, а подключать его в последнюю очередь.

Теперь посмотрим на сопротивление. Подумайте о шланге, который работает на максимальное давление. Давление воды – это напряжение и сила тока воды. Теперь плотно согните шланг так, чтобы, несмотря на исходное давление (напряжение) и поток (ток) воды, из форсунки просачивалось лишь небольшое количество воды. Изгиб – это сопротивление. В электрической цепи любое сопротивление прохождению электричества называется сопротивлением, при этом общее сопротивление цепи определяется ее компонентами и сопротивлением ее проводников и соединений.

Варианты измерения напряжения

Теперь, когда мы изучили основы, пора достать наши измерительные инструменты. Это будут амперметр, вольтметр и омметр или цифровой мультиметр, объединяющий все эти устройства тестирования в одном. В некотором смысле последний является более сложным измерительным инструментом, поскольку включает в себя несколько параметров настройки и отображения.

Начнем с самого простого теста – напряжения. Что хорошо в напряжении, так это то, что поскольку оно всегда находится между двумя точками в работающей цепи, ваш вольтметр / цифровой мультиметр просто необходимо разместить в точках, где должно присутствовать напряжение.Как правило, одной из этих точек будет общая шина цепи, и вы будете измерять напряжение от этой точки. Во многих панелях сигнализации и контроля доступа отрицательная сторона источника подключена к общей шине, но это не всегда так.

Если вы измеряете падение напряжения на положительной и отрицательной клеммах панели или на любом компоненте, который, по вашему мнению, может быть причиной падения напряжения, возможны вариации и капризы в зависимости от проблемы и общей конструкции системы.При тестировании вы можете думать о падении напряжения как о потере давления, вызванной слишком большим сужением – слишком большим сопротивлением. Вы обнаружите точку с более высоким сопротивлением, потому что напряжение перед компонентом будет выше, чем после него. Падение напряжения рассчитывается путем вычитания меньшего напряжения из большего.

Вы также можете измерить падение напряжения, используя закон Ома, при этом падение напряжения равно току x сопротивлению. Если подключить вольтметр к резистору компонента, вы сможете напрямую измерить любое падение напряжения.Просто не забудьте поместить положительную сторону вольтметра на положительную сторону резистора, а отрицательную сторону на выходе, чтобы убедиться, что вольтметр показывает правильную полярность для цифрового измерителя (повышенная шкала). Если ток не течет, все будет немного сложнее – если переключатель в электрической цепи разомкнут, проверка любой стороны компонента покажет напряжение батареи.

Ток и сопротивление

При измерении тока вам действительно нужно проникнуть в проводку, разрезав или взломав, чтобы вставить тестовое устройство в цепь.Короче говоря, ток должен поступать в амперметр или цифровой мультиметр на положительном проводе и выходить из отрицательного – кроме того, ток, выходящий из испытательного устройства, должен быть практически идентичен току, который прошел – сопротивление должно быть ограничено до менее 1 Ом. на ампер тока.

При использовании аналогового мультиметра подключите щупы и установите переключатель измерителя в положение тока, гарантируя, что вы проверяете правильный диапазон, оставляя некоторый запас на случай непредвиденных отклонений. Лучше установить измеритель слишком высоко, так как низкая настройка может повредить тестовое устройство.Позже вы можете уменьшить диапазон, чтобы обеспечить максимальное отклонение для более точных измерений.

При использовании цифрового мультиметра включите прибор, подключите щупы – черный к общему и красный к току. Затем установите переключатель выбора для измерения тока в высоком или низком диапазоне – для максимальной точности диапазона настройки, чтобы ни одна из первых двух цифр не считывала 0.

Другой вариант – токоизмерительные клещи

на эффекте Холла – большинство из них оснащены цифровым мультиметром, хотя профессиональные версии дороги, а доступные версии страдают погрешностью измерения.Измеритель на эффекте Холла может измерять переменный и постоянный ток, протекающий в проводнике. Измеритель работает, потому что, когда ток течет по проводнику, железные губки измерителя образуют сердечник, который облегчает прохождение магнитного поля проводника, чем окружающий воздух. Когда магнитное поле достигает воздушного зазора на кончике зажима, оно должно перескочить зазор, позволяя датчику Холла измерять напряжение, пропорциональное магнитному потоку в сердечнике, которое он преобразует в показания тока. Если вы используете измеритель на эффекте Холла, обязательно обнулите его перед измерением.

Если у вас вообще нет измерителя тока, вы также можете использовать последовательный резистор для выполнения расчетов – вы вставляете небольшой резистор в цепь с концом, находящимся под потенциалом земли, чтобы избежать короткого замыкания на землю во время теста. Затем измерьте напряжение на резисторе – если это резистор 10 Ом и измерено 100 мВ, то вы можете рассчитать ток V / R = 0,1 / 10 = 10 мА, используя закон Ома. Такое измерение не будет абсолютно точным, но если ваше измерение допускает отклонения, оно избавит вас от неприятностей.

Сопротивление измеряется омметром – прибором, который по сути представляет собой измеритель со встроенной батареей и схемой. Когда вы используете омметр, помните, что вам необходимо убедиться, что у измеряемого резистора есть по крайней мере один конец, отключенный от цепи, и вы должны касаться только одного вывода резистора при проведении измерения. Если резистор останется подключенным к другим частям цепи, это повлияет на показания омметра, а напряжение в цепи может повредить прибор.

Другая проблема заключается в том, что установщик, проверяющий сопротивление, также содержит электрический заряд и может непреднамеренно подключиться к резистору. В этом случае омметр измерит сопротивление цепи и тела установщика. Считывание из тела будет параллельным, что приведет к более низкому показанию, чем было бы в противном случае.

Определения, которые нужно запомнить:

* Ток – это поток электронов
* Напряжение – это давление или разность потенциалов
* Сопротивление – это все, что препятствует потоку электронов
* Закон Ома гласит, что ток равен напряжению x Сопротивление
* Атомы с большим количеством электронов, чем протонов, отрицательны
* Атомы с больше протонов, чем электронов, положительны.

# securityelectronicsandnetworks.com

.